對于普通人來說,黑洞,那是一個神秘的世界。人們對于有關黑洞的種種,都充滿想象。世界上從事黑洞研究的科學家很多,但是,要發(fā)現(xiàn)它們卻不容易。來自美國伯克利加州大學的華裔女天文物理學家馬中佩,帶領研究小組花費四年時間,觀測到迄今為止人類所知宇宙最大的兩個黑洞,為人類揭開黑洞的神秘面紗提供了更多和更可靠的資訊和依據(jù)。
這只是個開始?
現(xiàn)年45歲的馬中佩是宇宙論與粒子天文物理學家,在伯克利加州大學擔任教授。她說自己12歲起就知道自己將來要做的事,那就是研究物理和天文學,成為杰出的物理學家。憑藉對宇宙起源和人類未來命運的強烈興趣,她在天文物理的研究路上堅持探索。
2007年,馬中佩從伯克利加州大學、得州大學奧斯丁分校、多倫多大學、密歇根大學及亞利桑那州國家光學天文臺找來八位志趣相投的研究生和教授,與她指導的27歲研究生Nicholas McConnell(尼古拉斯·麥克康尼)一起組成研究小組,開啟黑洞研究計劃。
科學界一直認為有黑洞的存在,但是它并不能被直接觀測到。因為強大引力會把一切都往內(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在地面的天文望遠鏡,一個在衛(wèi)星上的哈勃望遠鏡,歷經(jīng)無數(shù)次運算,最終發(fā)現(xiàn)兩個品質(zhì)是太陽系100億倍大的黑洞。而在此之前,已知最大的黑洞品質(zhì)約為太陽的68億倍,比起新發(fā)現(xiàn)的黑洞,算是小巫見大巫。這兩個黑洞規(guī)模龐大,可能不只有能力吞噬行星和恒星,同時也能吸進小星系,此過程可以長達數(shù)十億甚至數(shù)百億年。2011年12月8日,國際學術期刊《自然》雜志公布了他們的這一發(fā)現(xiàn)。
回想4年來的研究過程,馬中佩和NicholasMcConnell感慨頗多。枯燥的資料分析與測量,整個的研究過程,靠的是天時地利人和。“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鏡的所在地,僅是這一兩天得到的資料,就夠我們接下來研究好幾個月,然后我們又回到電腦前。”Nicholas McConnell說。馬中佩則說,“申請?zhí)煳耐h鏡的時間也很關鍵,使用需要排隊,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。”
研究團隊表示,發(fā)現(xiàn)這兩個黑洞只是開始,目前還有五六個銀河等待進行資料分析,希望能探索到更多的黑洞。一切從興趣出發(fā)
馬中佩的超級大黑洞觀測論文發(fā)表之后,震驚了全球天文學界。人們驚訝地發(fā)現(xiàn),這位伯克利大學的華裔天文物理學家,不但是天文物理學界中少數(shù)的女性,更是其中的佼佼者。從小就想做太空人、物理學家的馬中佩在讀高二時便自行決定要出國念書;她花了三年就完成了麻省理工學院大學課程,同時在新英格蘭音樂學院學習小提琴。她被稱為“左手寫字,右手拉琴”的女科學家。
馬中佩從4歲開始學習拉小提琴,她在音樂方面也曾被視為天才兒童,8歲開始在兒童交響樂團表演。不過,她對天文物理和音樂同樣著迷,9歲時音樂老師問她想不想到維也納學音樂,馬中佩的回答是,不要學音樂,要當太空人。因為她覺得,“物理學家可以玩音樂,音樂家卻無法研究科學”。最終,她選擇了研究天文物理作為自己的終身職業(yè),但對音樂的愛好也一直沒有放棄。在大學和研究所期間,馬中佩學習物理和音樂的比例大概是各一半,暑假沒有課業(yè)壓力的時候會多學一點小提琴,期考的時候就多念一點書。有時候碰到演奏會和考試撞期,就會先計劃好時間表。在拿到博士學位前兩年,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,玩音樂反而成為一種生活的調(diào)劑。對于馬中佩來說,天文物理和音樂在她人生中都占有相當重要的地位。“我大學到現(xiàn)在認識的朋友,如果不是經(jīng)過物理,就是通過音樂認識的,等于對我的人生開啟一個不同的面向,讓我接觸到另一個很美的世界。”
很多人都好奇,為何馬中佩能同時將物理和音樂都“玩得很轉(zhuǎn)”?對于這個問題,她自己的看法是,一切從興趣出發(fā),慢慢進步,熟能生巧,進而越發(fā)感興趣。科學是如此,音樂也是如此。另外,就是自主與獨立,這是馬中佩父母教育她時留給她的最好的財富。9歲的時候,馬中佩曾經(jīng)為了觀測月全蝕半夜不睡覺,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。“我從小就很獨立,有自己的看法,如果不是錯誤的事情,父母還是會放手讓我去做的。母親覺得職業(yè)音樂家的生活好像不是很平衡,但是如果我想做,他們還是會支持我的。”談到對孩子的教育,已身為人母的馬中佩說,“其實很多小孩都很有自己的主見,如果父母常常否定、打壓小孩的想法,可能就會磨滅了他們的自主性。”天文讓你看生命更宏觀
在世界天文物理學界,女性研究者并不多,而能在這一學科上取得卓越成就的更是少數(shù)。總結(jié)自己走過的路,馬中佩覺得,“以天文物理為工作的職位非常的少,如果想要朝這個方向發(fā)展的話,大部分就是留在學術界。像我們學校申請碩士、博士都是百里挑一,拿到博士學位后又要做博士后研究、申請教授職位,每一步都是越來越難。現(xiàn)在經(jīng)濟不景氣,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,學天文最大的好處,就是開啟你的視野,看事情會用一個比較宏觀的角度去思考。“有時候會覺得地球上有這么多問題,地球卻只是宇宙中渺小的一點。對我而言,死亡只是生命的逝去。我并不害怕自身的死亡。我覺得死亡比較可怕的是對周遭人的影響,對活著的人有比較難面對的問題。”