探索宇宙的起源和演化是人类认识自然的一个永恒的主题。我国“十三五”规划纲要中,在基础前沿科学领域,宇宙演化被列为重点突破之首。的确,在过去这十余年间,宇宙学研究取得了巨大的进展。2017年以来,四年中有三次诺贝尔物理学奖授予给了宇宙学相关的研究。在引力波、黑洞、宇宙学研究领域,虽然我国科学家这些年也做出了一定的贡献,但重大原创成果缺乏,在国际上的影响力与我们这样一个大国应有的地位极其不相称,其主要原因是我国在这些领域欠缺相应的研究基地和实验观测设备。
建设一流的天文观测基地,对于地理环境、气象条件等有极严格的要求。我国的西藏阿里地区位于青藏高原西南部,平均海拔4500米以上,被称作“世界屋脊的屋脊”。阿里天文观测基地位于阿里地区狮泉河镇以南约30公里处,海拔5100米以上。基地位于中纬度区域,覆盖天区广,并且水汽含量低、大气透明度高,在宇宙微波背景辐射(CMB)、原初引力波探测方面是北半球绝佳的台址,与南半球的南极极点和智利阿塔卡玛沙漠并肩成为国际原初引力波探测三大基地。
近些年,中科院国家天文台、中科院高能物理研究所、中国科技大学等单位在该基地已有科研工作开展。其中,由中科院高能所牵头,国内外多家单位参与的国际合作项目 “阿里原初引力波探测实验”已进入了设备安装和调试阶段。中国科技大学的量子隐态传输实验舱是我国量子通讯卫星四个地面接收实验舱之一;除了正在运行的光学天文望远镜之外,中科院国家天文台正在部署的空间碎片与时域天文观测站也将落户阿里观测基地。另外,科普工作也是阿里天文观测基地的一个重要内容。
一流的天文观测基地对于后勤保障有着极强的要求。在海拔5100米以上开展施工建设、科学实验,对科研人员身心健康是重大的挑战,对仪器设备安全也是个重大的挑战。近些年,在国家和当地政府的支持下,阿里基地有了一些基本的后勤保障,但在供电系统、制氧系统、供暖系统、网络系统、防风系统、食宿保障等方面亟需加强和完善。
阿里原初引力波探测实验是由我国科学家2014年提出,2016年年底立项。2017年初引力波观测舱开始建设。2017年8月,时任中共中央政治局委员、国务院副总理刘延东等领导视察了阿里引力波施工现场。在过去的几年里,项目团队成员发扬南仁东科学家精神,克服高原缺氧等一系列的困难,取得了重大的进展,得到了国际同行包括2006年诺奖获得者Smoot教授和2017年诺奖获得者Weiss教授的充分肯定。
原初引力波是当前高能物理和天文学研究的前沿,是基础科学研究领域获取重大成果的一个重要窗口。引力波诺奖得主预期5年至10年内将有望探测到原初引力波,目前美国、欧洲、日本等各国都在加强力量开展研究。近些年,阿里原初引力波探测实验得到了国家和当地政府的支持。为积极参与国际竞争,避免再次错失重大发现的机遇,我国应加大力度支持这一领域的研究。
目前阿里原初引力波探测实验已发展成为以我为主的国际大科学合作项目:中科院高能所牵头,参与单位包括国内多家科研院所和高校(包括台湾大学)及美国、欧洲共17个单位。鉴于当前国际上科技合作的重大挑战,阿里实验在国际合作和外籍项目组成员获得入藏证方面面临一定的困难。为此建议:
1)建议中科院、西藏自治区加大力度支持阿里基地的后勤保障建设。
2)建议科技部、中科院加大力度支持阿里原初引力波探测实验,充分发挥我国集中力量办大事的制度优势,确保项目顺利进行并早出重大成果。
3)建议国家相关部委及西藏自治区政府加大对西藏基础科学研究经费的投入,大力支持在藏的基础研究项目和平台建设,为包括阿里基地在内的在藏参与科研项目的外籍科学家提供入藏证办理的绿色通道。加强国际合作,把阿里基地建成世界天文观测的研究中心。
4)建议科技部、中科院大力支持阿里原初引力波探测实验的国际合作,并扩展合作范围,凝聚全世界科技人才,将阿里原初引力波探测实验扩展建设成为一个原初引力波及宇宙学前沿领域的国际研究中心。
