연구 개발중의 ‘텐친’ 중력파 탐지장치
4월 2일 중국 앙시망(央视网,www.cctv.com) 보도에 따르면 아인슈타인의 상대성 이론은 우주중 거대한 천체 운동이 시간과 공간을 왜곡 즉 비틀어 놓으며 파도와 같이 파급되게 하는데 이것이 바로 중력파라고 지적했다. 2016년 여러명 과학자들이 처음 중력파를 탐지했다.
중국의 중력파 탐지계획도 역시 적극 실시되고 있는데 근일 중국 앙시(央视,CCTV)기자가 중력파 탐지 관련 ‘텐친(天琴,리라)’ 계획의 핵심인물 뤄쥔(罗俊) 과학원 원사를 방문했다.
연구 개발중의 ‘텐친’ 중력파 탐지장치
후베이성 우한(湖北武汉)에서 화중과기대(华中科技大学)의 위쟈산(喻家山) 산밑 방공호에서 뤄쥔 원사와 그의 연구팀이 중력파 탐지 장치를 연구 개발중이다.
뤄쥔 중국 과학원 원사는 이 장치는 지구에서 약 10만km 떨어진 궤도에 위성 3개를 설치하고 중간에 레이저로 연결한다고 표시했다. 중력파가 다가 오면 한쪽 공간은 늘어나고 다른 한쪽 공간은 줄어드는데 이 연장 수축 거리는 근근히pm급(1조 분의 1m) 즉 한개 원자만큼에 불과하다.
이 장치는 세워놓고 보면 마치도 하프와도 같다. 그리고 중력파는 하프줄을 튕기는 하나님의 손이라고 하여 이 프로젝트를 ‘텐친(天琴)’, 영어로 ‘리라(Lyra)이라고 이름지었다.
미래에 이러한 장치를 우주 공간에 올려놓으면 시공간 변화를 측량할 수 있다. ‘텐친’ 계획은 2030년 전후에 위성 3개를 발사하여 공간 중력파 관측 시스템을 구성하며 우주중 광범위하게 존재하는 하우 헤르츠(Howe Hertz)의 중간주파수 중력파에 대해 탐지활동을 전개하게 된다.
‘중력파’ 탐색의 게으름없는 분투
뤄쥔 원사가 제출한 ‘텐친’계획은 미래 중국인들이 중력파를 탐지하는 핵심기술의 하나이다. 2016년 미국의 리고(LIGO) 프로젝트 연구팀이 중력파의 존재를 발견하여 인류의 우주 관찰에 대해 참신한 시야를 열어놨다. 그리고 중국 사람들이 이 우주중 가장 신비한 거문고 소리를 듣기 위해 이미 30여년동안 준비를 진행했다. 1983년 뤄쥔이 이 방공호에 달려와 중력파 연구 실험을 진행했다.
물체간 인력(중력)이 매우 미약하므로 실험장치는 반드시 매우 정확해야 한다. 그렇지 않으면 시설의 오차가 인력(중력)신호를 덮어 버린다. 엄격한 요구가 인력 측량의 한 가지 실험만해도 몇년 준비를 해야 하게 한다. 당시 뤄쥔은 식사와 수면외 기타 시간은 모두 실험실에서 보냈다.
기자가 젊은 시절의 뤄쥔의 사진을 찾아냈다. 그는 얼굴의 흰 반점은 사진이 퇴색한 것이 아니라 장기간 굴에서 작업을 하여 조성된 피부병이라고 말했다.
과학연구 1선에서 취득한 세계급 성적
1998년 뤄쥔이 뉴턴의 만유인력 상수 실험 결과를 발표했는데 측량 정밀도가 세계 선진 수준에 도달했다. 국외 전문가들은 심지어 이 중국 방공호를 ‘세계 중력 센터’라는 칭호를 부여했다.
미래에 공중에서 지구를 위해CT를 진행
현재 화중과기대 물리학원 투량청(涂良成) 부원장이 연구팀을 거느리고 지구 인력(중력)을 감지하는 정밀한 측정기를 개발하는 중이다. 미래 이 시설을 비행기에 싣고 공중에서 지구를 위해CT를 하며 지구의 내부 상황을 탐색하면서 지구지하의 석유와 가스 자원을 탐지할 수 있다.
투량청은 이 프로젝트를 위해 8년 연구를 진행했으며 시설의 정밀도를 세계 선진수준에 도달하게 했다. 그는 이제 15년 더 노력하면 국산 시설로 광산 자원이라는 이러한 전략정보를 중국인 자기 손에 장악할수 있기를 바라고 있다. 이는 기초 물리학연구는 학술 성과를 얻을수 있을뿐만 아니라 국가의 실제적 수요도 만족시킬수 있음을 의미한다.
매일 저녁 식사후 투량은 실험실에 온다. 그는 이것은 추가 근무를 위한 것이 아니라 이곳에 특수한 인력이 존재하며 그를 흡인하는 것 같다고 말했다.
매 한가지 일마다 세계적으로 가장 좋은 결과를 위해
뤄쥔으로 말하면 이곳에서 보낸 세월이 자기 생명의 일부로 됐다. 그는 중력파 측량이나 중력파 탐지 등 차원에서 기초 과학은 한개 국가의 인재와 기술의 진보를 추진하는 외 그 자체가 한 과학자로 말할때 불가항력적인 흡인력을 가지고 있다고 말했다.
뤄쥔(罗俊) 중국 과학원 원사：”사람은 천성적으로 미지의 세계를 탐색하려 한다. 알수 없는 것일수록 더 알고 싶어한다. 한가지 일을 세계에서 가장 좋은 결과로 이루면 나는 매우 즐겁다.”
根据爱因斯坦的相对论，宇宙中巨大的天体运动会让时空发生扭曲并像波浪一样传播，这就是引力波。2016年，多国科学家首次探测到了引力波。
我国的引力波探测计划也在积极实施，近日，央视记者采访到了引力波探测“天琴”计划的关键人物罗俊院士。
“天琴”引力波探测装置正在研发
在湖北武汉，华中科技大学的喻家山底下的防空洞里，罗俊院士和他的团队正在研发引力波探测装置。
中国科学院院士罗俊表示，这个装置是在距离地球约10万公里高的轨道上放三颗卫星，中间用激光联系起来。引力波过来，一边空间会拉伸，一边空间会收缩，这个拉伸距离只有皮米级（一个原子的大小）。这个装置立体看像一个竖琴，而引力波是拨动琴弦的上帝之手，所以这个项目取名字叫“天琴”。
未来，把这样一套装置放在宇宙空间里，就能测量出时空变化。“天琴”计划将在2030年前后，发射3颗卫星，组成空间引力波观测系统，对宇宙中广泛存在的豪赫兹的中频引力波展开探测。
为探索“引力波”不懈奋斗
罗俊院士提出的“天琴”计划，是未来中国人探测引力波的关键技术之一。
2016年，位于美国的LIGO项目团队宣布发现引力波的存在，为人类观察宇宙打开了全新的视野。而事实上，中国人为了聆听这种宇宙中最神秘的琴声，已经准备了三十多年。1983年，罗俊就来到这座防空洞里进行引力的研究实验。因为物体间的引力非常微弱，实验装置必须做得极为精确，否则设备的误差就会把引力信号掩盖掉。
严苛的要求，让引力测量一个试验仅准备就要几年，当时罗俊除了吃饭睡觉，其他的时间都在实验室里。
记者找到一张年轻时罗俊的照片，他告诉我们，脸上的白斑并不是照片褪色，而是因为长期在洞里工作，造成的皮肤病。
坚守科研一线取得世界级成绩
1998年，罗俊发表了牛顿万有引力常数测试结果，测量精度达到世界先进水平。国外专家甚至把这座位于中国的防空洞誉为“世界引力的中心”。
让罗俊欣慰的是，一批优秀学生留了下来，他们每个人都在各自的研究方向上取得世界级的成就。这个曾经寂静的防空洞又热闹了起来。
未来可以从空中给地球做CT
目前，华中科技大学物理学院副院长涂良成正带着团队研发一台精密感受地球引力的仪器。未来，它可以装在飞机上，从空中给地球做CT，探索地球的内部情况，可以用来探测地底下的油气资源。
涂良成在这个项目上工作了8年，把设备的精度做到了世界先进的水平，他希望再努力十五年，用国产设备把矿产资源这样的战略信息掌握在中国人自己的手里。这意味着，基础物理研究不仅可以获得学术成就，更可以满足国家实实在在的需求。
每天晚上吃完晚饭，涂良成还会来到实验室。他说，这并不都是为了加班，有时总觉得这里有一种特殊的引力，吸引着他。
把一件事做成世界上最好的结果
对于罗俊来说，在这里坚守的岁月成了自己生命中的一部分。他依旧坚信，不管是引力测量还是引力波探测，基础科学除了能带动一个国家的人才和技术的进步外，本身对一个科学家来说也有着不可抗拒的吸引力。
中国科学院院士罗俊：
“人的天性有一个就是探索未知，越不清楚的地方越想去了解一下去知道。能把一件事做成世界上最好的结果，我很开心。”
/央视网
