2016年2月，LIGO国际合作团队公布了在2015年9月14日探测到引力波的消息。√两个黑洞在碰撞与合并的过程中产生引力辐射，超强的引力能量在太空中穿越13亿年之后，在地面观测站荡起了“丝丝微微”的时空涟漪。首次探测到神秘的引力波为宇宙学研究打开一扇新的窗口，在科学家和科学爱好者的心中掀起了“滔天巨浪”。人们在兴奋之余，在新闻媒体和网络论坛上提出一个大大的疑问：中国科学家的身影在哪里？在LIGO合作团队几十年异常艰难的探测中，中国科学家“去哪儿”了，难道出现了“迷失的科学家”？其实，中国大陆和海外的华人科学家不仅没有缺失引力波的发现，而且在其中担任了重要角色，贡献了他们的智慧和力量。根据网友的“爆料”，参加LIGO合作机构的中国科研机构有大陆的清华大学和台湾的清华大学。引力波发现的论文作者有1004位，在长达16页的论文背后，署名占了4页，称得上是“史上最长”的论文署名，其中有35位大陆和海外的华人科学家，他们中的大多数不被外界所知，在LIGO合作团队中默默无闻地从事科研工作，有的获得国外的国籍，属于海外华人科学家，有的是海外留学生、访问学者，属于大陆的科学家，他们人数众多，代表了一股国际科学界的中国元素、中国力量。像加州理工学院的物理学教授陈雁北，西澳大利亚大学物理系的教授温琳清，清华大学的博士、德国马克斯·普朗克引力物理研究所的研究员胡一鸣都是LIGO“科学合作社”的成员，亲身参入和经历了首次引力波的发现，经过媒体记者的采访和报道后成为了“中国好声音”、或“中国新声音”中的学术明星。

据“太极计划”首席科学家、中科院力学所胡文瑞院士的介绍，中国曾有过一次加入LIGO实验团队的机会。LIGO合作机构由麻省理工学院和加州理工学院两所著名大学牵头组织，成立了国际LIGO联盟，当时在亚洲缺少一个观测点，联盟的负责人曾来到中国，希望在中国建一个LIGO观测点，当时的北京天文台提出了建站申请，但是，他们的努力付诸东流。LIGO联盟的负责人最后选定了印度，印度和澳大利亚合作建立了LIGO地面观测站。据清华大学信息技术研究院的研究员曹军威介绍，2004至2006年期间，他在美国麻省理工学院空间研究中心从事合作交流研究，参与了当时的引力波数据计算和分析工作，他对激光干涉引力波天文台的研究进展非常关注，认为国内的研究团队不应该在这种顶级的研究领域落后。2006年回国后，曹军威创建了LIGO清华大学工作组，由来自信息技术研究院、自动化系、计算机系和工程物理系的教师和学生组成，工作组采用先进计算技术，提高了引力波数据分析的速度和效率，逐渐得到国际同行的认可，2009年，清华大学工作组被LIGO合作组织接受为正式成员，成为中国大陆唯一的LIGO联盟成员。据中科院院士、中科院高能物理所所长王贻芳的介绍，中国科学家在引力波发现的国际合作中没有缺席，只是参入国际合作的经费投入总量不足，与国家的整体科技实力不相匹配，存在前瞻性不够，风险投入、大项目投入、国际合作投入不足的问题，另外，条块分割，简单僵化的科研体制也抑制了科研活力的释放。

早在20世纪70年代，中国科学家就开始了引力波研究，同时期的欧美国家启动了引力波探测项目，引力波探测活动的投资规模大，多学科交叉，需要物理、天文、机械、激光、精密仪器、信息等方面的科学家共同参与，在全球范围联合攻关，这种规模的科学探索超出了单一学科的范畴，超出某个研究小组、某个大学或研究机构、甚至某个国家的科研能力，需要采用国际合作的方式，将全球科学家的智慧和资源汇聚起来。在上个世纪的70年代，中国经济和科学发展的水平不一定适合实施大规模的引力波探测计划，现在“不差钱”，不缺有热情和智慧的科学人才，既可以更多地参与全球重大前沿科学的研究项目，也可以制定本国的科学探索项目，通过国际科学合作的途径，寻求突破性的科学发现。目前中科院高能物理所制定的原初引力波探测的“阿里计划”正式实施，总预算为1.5亿元左右。中科院理论物理所制定的“太极计划”正在开展前期论证工作，预计投入100亿元，到2035年发射卫星，预计在20年的建设周期中平均每年的投入为5亿元。通过实施空间引力波的探测计划，能够使中国成为国际上空间引力波探测的重要基地之一，通过基础科学研究的牵引作用，中国在空间科学和技术领域将会有一个质的飞跃。

通过媒体的报道和科学家的介绍，我们了解到中国科学家没有缺席引力波“世纪发现”的科学盛宴。于是，本作者将目光瞄向另外一个与引力波的发现有关的天文问题，既然引力波的首次发现不仅验证了爱因斯坦的引力波预言，而且提供了两个黑洞合并事件的证据，那么在两个相当于太阳质量30倍的黑洞发生碰撞和合并的事件中为什么没有更多天文观测的证实？在这个“地动山摇”的大爆发事件中有大约3个太阳质量的物质转换成引力辐射的能量，本作者猜想在如此巨大能量释放和传播的过程中，应该有一些附近的天体遭遇毁灭性的打击，附近恒星和行星的瓦解事件能够被地球上的天文学家观测到，即使巨大引力辐射的释放没有遇到附近任何天体物质的阻拦，也会在星云和尘埃中留下波动和发光的痕迹，使用光学和射电望远镜应当能够观测到引力波爆发事件留下的信号。LIGO国际合作团队在2015年观测到两次十分微弱的引力波信号，首次观测的引力波信号被解释成在距离地球13亿光年的地点发生了两个黑洞的合并，天文学家不能观测到黑洞本身，但是，可以通过不同波段的望远镜观测到黑洞视界周围的物质和它们的变化。与引力波伴随的天文事件“去哪儿”了？难道出现“迷失的引力波源”？世界各地的天文台和业余天文爱好者难道在“天文大搜索”中没有发现引力波爆发事件的踪影。

无独有偶，美国航天局在2016年4月宣称在LIGO探测到引力波之后的一瞬间，费米太空望远镜在引力波源所在的太空区域捕捉到一个短促而微弱的高能粒子信号，这些代表了伽马射线的信号可能来源于黑洞的合并，航天局的科学家对他们的意外发现进行了一番解释，黑洞合并被认为是一个“干净”过程，不会产生任何形式的电磁辐射，他们探测到的伽玛射线信号发生在2015年9月14日LIGO探测到引力波之后的半秒以内。既然引力波源和伽玛射线源的地点一致，两个波源发生的时间前后吻合，那么可以判断两个黑洞的合并事件在黑洞附近的区域引发了伽马射线暴，航天局的科学家一直没有在意这种十分微弱的伽玛射线，只是当LIGO国际合作团队在2016年2月宣布引力波的发现时，他们才“恍然大悟”，在数据库的档案中找出了一个记录：2015年9月14日，几乎在LIGO团队探测到引力波的同时，在距离地球500公里的太空发现了一个微弱的信号，近轨卫星搭载的费米伽马射线太空望远镜记录了一次伽马射线的爆发。两个信号事件之间到底是一种巧合、还是有一种内在的联系？如果只是一种巧合，那么不能用天文观测的手段证实引力波爆发事件的产生；如果存在内在的联系，那么两个黑洞合并的事件既得能到引力波观测的检验，又能得到望远镜观测的证实。

科学家目前发现了在两种天文事件中产生的伽玛射线。第一种是当大质量恒星塌缩成黑洞时，死亡的恒星“抖落”外层的物质，形成宇宙中最强烈的伽玛射线爆发，天文学家称之为“长伽玛射线爆发”，大约占伽玛射线暴事件的80%，大约持续20秒的时间。第二种是当两个非常紧密的天体融合时，比如：双中子星或者双黑洞的合并，单个黑洞不能吞噬周围所有的物质，将一部分“消化不了”的物质抛射出来，形成“短伽玛射线爆发”，大约持续不到两秒的时间。航天局的科学家发现的这次伽马射线暴比发现引力波的时间迟了0.4秒，持续1秒的时间，具有“短伽玛射线爆发”的特征。为了澄清究竟是不是两个黑洞的合并事件产生了LIGO团队首次发现的引力波，天文学家可以和LIGO国际团队进行深度合作，在后续的引力波发现事例中证实引力波与双黑洞、或双中子星合并事件的内在联系，或者，天文学家也可以对LIGO团队预测的引力波源进行持续的天文观测，在那片天空区域搜索由两个大质量黑洞合并后形成的一个质量更大的单一黑洞，目前的X—射线望远镜可以承担搜索黑洞的使命。尽管《科学》杂志将2016年的科学突破荣誉授予了LIGO引力波搜索团队，但是，这只是新征程的开始，还有很多的谜团没有解开。中国科学家的“太极计划”处于前期论证阶段，耗资百亿的“超级工程”绝不会轻易决策，但是，没有一个国际团队能够“包打天下”，化解引力波物理学的所有疑难。在新年到来时，希望看到中国科学家加入到空间引力波的搜索活动中。

（邓如山2016-12-28&160;邮箱：[email protected]&160;）

（Myyear-endthinkingtothe“missingsourceofgravitationalwave”）

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