中国在西藏阿里打造世界天文高地

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0/star/き.阿里天文台

新华社北京9月21日电(记者于飞)西藏阿里有着稀薄的大气和晴朗的夜晚，空是天文学家窥探遥远宇宙的理想场所。中国科学家正在努力使这个地方成为世界级的天文高地。

阿里最初的引力波探测计划——倾听宇宙诞生的第一声呐喊——已经启动，高能宇宙线高精度探测和中国最大光学望远镜建设等一系列天文项目正在规划之中。

中国科学院国家天文台副台长薛绥建表示，由于天文观测对晴空、大气透明、宁静和干燥有着极其严格的要求，适合多波段观测的优秀台站是极其稀缺的科技资源。

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目前，世界上最好的天文台包括夏威夷岛上的亚洲莫纳克峰和智利北部的干旱沙漠高原。这两个站分别位于北半球和南半球，汇集了世界上90%以上的大型天文观测旗舰设备，成为主宰和垄断世界天文科技发展几十年的高地。

然而，近年来，由于夏威夷土著人文化保护意识的不断增强，作为北半球天文观测高地的莫纳克亚洲的发展趋势受到了强烈的抑制。即使世界上最大的光学望远镜——30米望远镜如期建成，它也将成为莫纳克亚山山顶上的最后一个天文项目。”薛绥建说道。

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未来北半球哪里会有好的天文台？

薛绥建介绍说，国家天文台在2004年启动了中国西部天文选址项目。自2011年以来，一条海拔5000至6200米的连续山脊一直锁定在西藏阿里。

在国家天文台和当地政府的不断努力下，海拔5100米的阿里天文台已经初具规模。除了建设国家天文台的仪器和设施，日本和美国的许多国内大学和机构也与国家天文台签署了合作协议，并开始在这里部署和实施天文项目。

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接下来，中国有望在这里建造中国最大的光学望远镜。在中国西部首选地点建设12米光学望远镜已被列入国家重大科技基础设施建设“十三五”规划。

最近，一个国际网站评估小组得出结论，阿里有潜力成为一个国际优秀网站。中国12米望远镜的科学性能有望在一些重要指标上超过夏威夷10米凯克望远镜。

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薛绥建表示，国家天文台计划与西藏大学和阿里地方政府合作，率先在阿里50 tev以上的能量区域进行最高精度的宇宙线成分能谱探测，这吸引了日本东京大学投资数千万元的仪器设备。

此外，中国科学家正在西藏阿里建造世界最高的原始引力波观测站，以实现北半球原始引力波的首次精确测量，捕捉宇宙诞生的“第一声呐喊”。

中国科学院高能物理研究所研究员张新民表示，原始引力波对于理解宇宙的起源和演化具有重要意义，但尚未被探测到，是当前国际引力波研究的热点。

根据宇宙膨胀理论，在大爆炸后的很短时间内，宇宙经历了一次快速膨胀，造成了严重的扰动。膨胀过程中产生的原始引力波会在宇宙微波背景辐射中留下可探测的痕迹。

美国科学家曾经认为原始引力波是2014年在南极洲的BICEP实验中发现的，并发现他们把银河系中星际尘埃造成的干扰误认为是宇宙的“第一声呐喊”。然而，这一结果刺激了原始引力波探测的新高潮。

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2014年5月，张新民带领团队在西藏阿里开展慢粒实验研究。他介绍说，原始引力波太弱，所以我们应该选择干扰尽可能小的区域。大气越稀薄，水蒸气含量越少，就越有希望看到原始引力波留下的痕迹。目前，根据大气透过率，科学家们选择了世界上四个最好的观测点，南半球是南极洲和智利的阿塔卡马沙漠，北半球是中国西藏的格陵兰和阿里。

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在提出阿里计划之前，张新民的团队曾考虑在南极洲的昆仑站进行中巴实验。南极昆仑站的水汽最小，观测条件优于阿里、智利甚至BICEP所在的南极。但是，目前昆仑站的基础设施还不完善。此外，阿里位于北半球，其覆盖区域正好与南极点和智利的中巴观测相补充。

据报道，阿里最初的引力波探测项目是由中国科学院高能研究所牵头、国内多家机构参与的中美合作项目，于2016年12月正式启动。

世界屋脊上阿里天文台的外部位置。

张新民说，阿里计划分为两个阶段。第一阶段是阿里-1望远镜，它被建造在海拔5250米的地方，以实现对北半球原始引力波的首次测量。目前，天文台的基础设施工作已全面展开。预计阿里一号望远镜将于2019年底安装并投入使用，观测将于2020年开始。第二阶段是在更高的高度建造灵敏度更高的阿里二号望远镜，以实现对原始引力波的精确测量。

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目前，中国科学院高能研究所和美国斯坦福大学的团队已经提出了该望远镜的初步设计，探测器的数量将是美国南极最灵敏的BICEP 3号望远镜的2.7倍。随着中国支持的增加，探测器的数量将会增加，探测灵敏度也会提高。

薛穗建说，中国应充分利用其在世界屋脊上高原的独特地理优势，努力建设集光学观测、亚毫米波宇宙初级引力波探测、地基甚高能宇宙线立体探测于一体的天文、宇宙学和高能粒子物理综合观测研究基地，构筑多波段天文观测的国际科技高地。

据悉，这一系列项目将于2016年至2030年陆续实施。设备研发和项目建设规模约为几十亿元，可有效促进西藏社会经济发展。(所有图片由阿里天文台提供)