摘要: 对地球上的人类而言，来自遥远宇宙的高能信使包括质子、光子、中微子和引力波。由于质子携带一个单位的正电荷，它在宇宙空间的长途跋涉会受到磁场的影响而改变方向，使得我们很难追踪到它的起源之地。极高能的质子也会和宇宙的微波背景辐射发生反应，从而损失能量和它所携带的原始信息，这一现象就是著名的Greisen-Zatsepin-Kuzmin（GZK）截断效应，已经在高能宇宙线实验中被观测到了。来自宇宙深处的高能光子虽然可以直线传播，但它会在行进过程中被宇宙微波背景辐射吸收，因此只有能量相对较低的光子信使才有可能达到地球。近年来引力波天文学的兴起使得探测更遥远的宇宙深处成为可能，原因在于引力波作为时空弯曲的涟漪可以穿行更长的距离，但识别极其微弱的引力波信号需要极其精细的大型激光干涉仪器，技术上的挑战也是空前的。与质子、光子和引力波不同，高能中微子可能产生于活动星系核、伽马射线暴、双星合并和GZK截断反应等剧烈的天体物理学事件，并在宇宙空间几乎不受干扰地穿行。由于电中性的中微子不参与电磁相互作用，因此它在空间的传播不受星际磁场的影响，总是以直线行进，而且不会被宇宙微波背景吸收，是颇为理想的宇宙信使。不过，中微子这种只与物质发生弱相互作用的特性却使得它们很难被探测到。为了克服诸如此类的困难，需要在地球上建立超大型的探测装置，即中微子望远镜，以便测量那些来自遥远宇宙深处、数量相当稀少的高能中微子事例，并确定它们所对应的天体源方位。