對(duì)于普通人來(lái)說(shuō),黑洞,那是一個(gè)神秘的世界。人們對(duì)于有關(guān)黑洞的種種,都充滿想象。世界上從事黑洞研究的科學(xué)家很多,但是,要發(fā)現(xiàn)它們卻不容易。來(lái)自美國(guó)伯克利加州大學(xué)的華裔女天文物理學(xué)家馬中佩,帶領(lǐng)研究小組花費(fèi)四年時(shí)間,觀測(cè)到迄今為止人類(lèi)所知宇宙最大的兩個(gè)黑洞,為人類(lèi)揭開(kāi)黑洞的神秘面紗提供了更多和更可靠的資訊和依據(jù)。
這只是個(gè)開(kāi)始?
現(xiàn)年45歲的馬中佩是宇宙論與粒子天文物理學(xué)家,在伯克利加州大學(xué)擔(dān)任教授。她說(shuō)自己12歲起就知道自己將來(lái)要做的事,那就是研究物理和天文學(xué),成為杰出的物理學(xué)家。憑藉對(duì)宇宙起源和人類(lèi)未來(lái)命運(yùn)的強(qiáng)烈興趣,她在天文物理的研究路上堅(jiān)持探索。
2007年,馬中佩從伯克利加州大學(xué)、得州大學(xué)奧斯丁分校、多倫多大學(xué)、密歇根大學(xué)及亞利桑那州國(guó)家光學(xué)天文臺(tái)找來(lái)八位志趣相投的研究生和教授,與她指導(dǎo)的27歲研究生Nicholas McConnell(尼古拉斯·麥克康尼)一起組成研究小組,開(kāi)啟黑洞研究計(jì)劃。
科學(xué)界一直認(rèn)為有黑洞的存在,但是它并不能被直接觀測(cè)到。因?yàn)閺?qiáng)大引力會(huì)把一切都往內(nèi)拉,甚至包括原本可以讓外界發(fā)現(xiàn)黑洞存在的光線和其他輻射線。馬中佩和研究小組用三個(gè)在地面的天文望遠(yuǎn)鏡,一個(gè)在衛(wèi)星上的哈勃望遠(yuǎn)鏡,歷經(jīng)無(wú)數(shù)次運(yùn)算,最終發(fā)現(xiàn)兩個(gè)品質(zhì)是太陽(yáng)系100億倍大的黑洞。而在此之前,已知最大的黑洞品質(zhì)約為太陽(yáng)的68億倍,比起新發(fā)現(xiàn)的黑洞,算是小巫見(jiàn)大巫。這兩個(gè)黑洞規(guī)模龐大,可能不只有能力吞噬行星和恒星,同時(shí)也能吸進(jìn)小星系,此過(guò)程可以長(zhǎng)達(dá)數(shù)十億甚至數(shù)百億年。2011年12月8日,國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志公布了他們的這一發(fā)現(xiàn)。
回想4年來(lái)的研究過(guò)程,馬中佩和NicholasMcConnell感慨頗多。枯燥的資料分析與測(cè)量,整個(gè)的研究過(guò)程,靠的是天時(shí)地利人和。“每年我們都要到夏威夷或得州一兩次,那是我們使用的天文望遠(yuǎn)鏡的所在地,僅是這一兩天得到的資料,就夠我們接下來(lái)研究好幾個(gè)月,然后我們又回到電腦前。”Nicholas McConnell說(shuō)。馬中佩則說(shuō),“申請(qǐng)?zhí)煳耐h(yuǎn)鏡的時(shí)間也很關(guān)鍵,使用需要排隊(duì),好不容易分配上的那幾夜,如果碰上天氣不好,或者儀器故障,一切都是白費(fèi)。”
研究團(tuán)隊(duì)表示,發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)黑洞只是開(kāi)始,目前還有五六個(gè)銀河等待進(jìn)行資料分析,希望能探索到更多的黑洞。一切從興趣出發(fā)
馬中佩的超級(jí)大黑洞觀測(cè)論文發(fā)表之后,震驚了全球天文學(xué)界。人們驚訝地發(fā)現(xiàn),這位伯克利大學(xué)的華裔天文物理學(xué)家,不但是天文物理學(xué)界中少數(shù)的女性,更是其中的佼佼者。從小就想做太空人、物理學(xué)家的馬中佩在讀高二時(shí)便自行決定要出國(guó)念書(shū);她花了三年就完成了麻省理工學(xué)院大學(xué)課程,同時(shí)在新英格蘭音樂(lè)學(xué)院學(xué)習(xí)小提琴。她被稱(chēng)為“左手寫(xiě)字,右手拉琴”的女科學(xué)家。
馬中佩從4歲開(kāi)始學(xué)習(xí)拉小提琴,她在音樂(lè)方面也曾被視為天才兒童,8歲開(kāi)始在兒童交響樂(lè)團(tuán)表演。不過(guò),她對(duì)天文物理和音樂(lè)同樣著迷,9歲時(shí)音樂(lè)老師問(wèn)她想不想到維也納學(xué)音樂(lè),馬中佩的回答是,不要學(xué)音樂(lè),要當(dāng)太空人。因?yàn)樗X(jué)得,“物理學(xué)家可以玩音樂(lè),音樂(lè)家卻無(wú)法研究科學(xué)”。最終,她選擇了研究天文物理作為自己的終身職業(yè),但對(duì)音樂(lè)的愛(ài)好也一直沒(méi)有放棄。在大學(xué)和研究所期間,馬中佩學(xué)習(xí)物理和音樂(lè)的比例大概是各一半,暑假?zèng)]有課業(yè)壓力的時(shí)候會(huì)多學(xué)一點(diǎn)小提琴,期考的時(shí)候就多念一點(diǎn)書(shū)。有時(shí)候碰到演奏會(huì)和考試撞期,就會(huì)先計(jì)劃好時(shí)間表。在拿到博士學(xué)位前兩年,馬中佩決定把小提琴停一下,先在事業(yè)上沖刺。到伯克利之后,工作上更忙碌,玩音樂(lè)反而成為一種生活的調(diào)劑。對(duì)于馬中佩來(lái)說(shuō),天文物理和音樂(lè)在她人生中都占有相當(dāng)重要的地位。“我大學(xué)到現(xiàn)在認(rèn)識(shí)的朋友,如果不是經(jīng)過(guò)物理,就是通過(guò)音樂(lè)認(rèn)識(shí)的,等于對(duì)我的人生開(kāi)啟一個(gè)不同的面向,讓我接觸到另一個(gè)很美的世界。”
很多人都好奇,為何馬中佩能同時(shí)將物理和音樂(lè)都“玩得很轉(zhuǎn)”?對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,她自己的看法是,一切從興趣出發(fā),慢慢進(jìn)步,熟能生巧,進(jìn)而越發(fā)感興趣。科學(xué)是如此,音樂(lè)也是如此。另外,就是自主與獨(dú)立,這是馬中佩父母教育她時(shí)留給她的最好的財(cái)富。9歲的時(shí)候,馬中佩曾經(jīng)為了觀測(cè)月全蝕半夜不睡覺(jué),父母不但未阻攔女兒探索星空的熱情,還拿著毯子上樓陪她一起觀看。“我從小就很獨(dú)立,有自己的看法,如果不是錯(cuò)誤的事情,父母還是會(huì)放手讓我去做的。母親覺(jué)得職業(yè)音樂(lè)家的生活好像不是很平衡,但是如果我想做,他們還是會(huì)支持我的。”談到對(duì)孩子的教育,已身為人母的馬中佩說(shuō),“其實(shí)很多小孩都很有自己的主見(jiàn),如果父母常常否定、打壓小孩的想法,可能就會(huì)磨滅了他們的自主性。”天文讓你看生命更宏觀
在世界天文物理學(xué)界,女性研究者并不多,而能在這一學(xué)科上取得卓越成就的更是少數(shù)。總結(jié)自己走過(guò)的路,馬中佩覺(jué)得,“以天文物理為工作的職位非常的少,如果想要朝這個(gè)方向發(fā)展的話,大部分就是留在學(xué)術(shù)界。像我們學(xué)校申請(qǐng)碩士、博士都是百里挑一,拿到博士學(xué)位后又要做博士后研究、申請(qǐng)教授職位,每一步都是越來(lái)越難。現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)不景氣,很多人卡在不同的環(huán)節(jié)。還是興趣最重要,只有你內(nèi)心喜歡,才能支撐你繼續(xù)下去。”
在馬中佩看來(lái),學(xué)天文最大的好處,就是開(kāi)啟你的視野,看事情會(huì)用一個(gè)比較宏觀的角度去思考。“有時(shí)候會(huì)覺(jué)得地球上有這么多問(wèn)題,地球卻只是宇宙中渺小的一點(diǎn)。對(duì)我而言,死亡只是生命的逝去。我并不害怕自身的死亡。我覺(jué)得死亡比較可怕的是對(duì)周遭人的影響,對(duì)活著的人有比較難面對(duì)的問(wèn)題。”