探索宇宙起源和中国原初引力波研究揭秘——蔡一夫教授带你走进最前沿的天文科学

背景介绍
主讲人：蔡一夫 
中国科学技术大学天文系教授，主持国家重点研发计划引力波专项，担任中国天文学会理事、安徽省天文学会秘书长。2015年5月入选国家创新人才青年项目，2017年获得国家自然科学基金委优秀青年基金，还曾获得长江学者称号、中国天文学会黄授书奖等荣誉。
研究领域是粒子宇宙学。兴趣集中在宇宙起源、大尺度结构的早期形成、暗物质暗能量等方面。

　　日前，温州肯恩大学举办了一场关于宇宙起源与中国原初引力波项目的科普讲座。主讲人蔡一夫教授通过通俗易懂的语言，为同学们揭开了宇宙奥秘的面纱，详细讲解了热大爆炸学说、替代理论模型以及原初引力波的研究现状。

宇宙起源的多重视角：从热大爆炸到替代理论
　　蔡教授首先为大家介绍了当前最被广泛接受的宇宙起源模型——热大爆炸学说。热大爆炸学说认为，宇宙在大约138亿年前从一个极其高温、高密度的时空奇点迅速膨胀，并持续冷却，随着膨胀和冷却，逐渐演化出我们所见的星系、恒星和行星。其中，宇宙在起源之时，在10的30次方秒内被放大了10的80次方倍，这种指数倍的膨胀过程叫做暴胀（inflation）。他将此变化形象地比喻为受精卵成长到婴儿的体积变化，并表示宇宙的生命力之蓬勃正在于此。

　　他解释道，热大爆炸学说的关键证据之一是宇宙微波背景辐射（CMB），它形成在大爆炸约38万年后，其均匀性和微小的温度波动与大爆炸模型完美吻合，因此成为热大爆炸学说的关键证据之一。
虽然热大爆炸学说占据主导地位，但蔡教授还分享了几个替代理论，比如反弹宇宙理论，该理论认为宇宙一直在收缩和反弹之间循环，并没有一个真正的“奇点”或时间的起点。正是在大爆炸之前，宇宙经历了一次收缩。反弹宇宙模型给出了微波背景辐射上的温度涟漪，图案与暴胀十分相似。此外，他还介绍了现代宇宙观中一些杰出的贡献者。

原初引力波——解锁宇宙早期的“密码”
　　“我们不仅有宇宙微波背景辐射上的温度涟漪，还有偏振图像，它隐藏着宇宙中最早的引力波信号——原初引力波”，蔡教授巧妙地通过一张图纹理的逐渐变化，引入了一个新的话题——原初引力波。
他指出，原初引力波是在宇宙暴胀阶段产生的，携带着宇宙最早阶段的重要信息。通过观测CMB中的偏振图像，科学家可以间接探测到这些引力波信号。蔡教授特别强调了探测原初引力波的重要性，因为它有助于验证宇宙暴胀模型。

西藏阿里计划——世界海拔最高的引力波观测站
　　那么，地球上哪里适合CMB观测呢？蔡教授还介绍了我国在西藏阿里建设的世界海拔最高的引力波观测站——阿里计划。该项目选址在大气透明度较高的西藏，旨在通过高灵敏度的设备探测宇宙中的原初引力波。这一项目不仅是中国科学技术的重大突破，也为全球的宇宙学研究做出了重要贡献。

　　讲座结束后，同学们纷纷提问，与蔡教授展开了深入交流。蔡教授耐心解答每一个问题，并鼓励同学们跨学科思考，将科技与天文学研究结合起来。

来源 | 温州肯恩大学理工学院
文字 | 张溪悦
文稿编辑 | 陈慧
图片 | 张溪悦  张锦文
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责编 | 传播与公共关系部