王治均

于星云游絲間揭宇宙之謎

宇宙太深邃宏大了，無數(shù)的未知等待人類去探索。除了令人矚目的大型太空望遠鏡項目，科學(xué)家們也一直在不同領(lǐng)域以不同方式進行探索。

很多科學(xué)家正嘗試從新的角度來研究宇宙，美國亞利桑那州立大學(xué)天文系教授、天體物理學(xué)家艾麗卡·哈姆登認準的一個方向就是通過研究星云游絲的構(gòu)成來探索宇宙形成。

一個巨大的氦氣氣球會將望遠鏡帶到平流層頂端差不多4萬米邊緣，讓大氣球持續(xù)滯空晚，以觀察天體的原子構(gòu)成

普通天文望遠鏡拍攝的恒星照片

由能夠分辨所有原子構(gòu)成的望遠鏡拍攝的照片

艾麗卡認為宇宙充滿星系，各個星系之間充斥氣體游絲，它們巨大到無法想象——不得不以百萬光年為單位來形容它們的長度。這種宇宙絲狀結(jié)構(gòu)就像是我們小時候玩的那種肥皂泡，擁擠著，互相著力，不斷流入星系，甚至“滋養(yǎng)”恒星，提供穩(wěn)定而緩慢的燃料供應(yīng)，讓它成長。

宇宙大爆炸產(chǎn)生的氫氣，一大半都存在于這些巨大的細絲內(nèi)，這些細絲交會聯(lián)結(jié)成網(wǎng)，并在交會點形成不同尺寸的星系。這些氫氣組成的絲狀本身不發(fā)光，分布又極為稀疏，科學(xué)家們一直在找辦法觀察這個神秘暗網(wǎng)，并找到它們形成的機理。

艾麗卡想通過研究星系之間這些星云細絲和它們的原子構(gòu)成來了解星系和恒星是如何形成的。

“火球”計劃：平流層上看宇宙

為了這個研究方向，艾麗卡帶領(lǐng)團隊在10年間重新梳理設(shè)計了太空鏡頭、電子感測器，以及平流層望遠鏡的設(shè)計發(fā)射，這個項目全稱是“Faint Intergalactic medium Redshifted Emission Balloon計劃”，簡稱取幾個首字母縮寫為FIREBall，譯為“火球”。

艾麗卡設(shè)計的探空方式是這樣的：制作一個紫外線望遠鏡，利用大氣球?qū)⑺酱髿鈱悠搅鲗禹敹耍谶@里就能觀察星系和氫氣云的最微弱光線，這個高度能最大限度避免大氣層帶來的干擾，同時也能極大節(jié)省推升到太空的巨大費用。

沒有人能隨隨便便成功

艾麗卡教授在TED演講上坦承自己10多年的科學(xué)探索也一直伴隨著各種問題和失?。簭淖畛醪恍⌒碾娏鳠龎亩鄠€價格昂貴的感測器，到裝配過程中小鳥突然闖進來搗亂，太多無法預(yù)料的事情，甚至她計劃在沙漠干旱地區(qū)放飛大氣球時，竟然遭遇連續(xù)幾周不停的大雨。但這些都沒有讓她氣餒。

在短短的了分鐘演講中，艾麗卡沒有像其他演講者一樣分享成功。第5分鐘時，她說：“我們終于成功把望遠鏡升空了”。臺下的觀眾熱烈鼓掌，為這次的“成功”興奮不已。而轉(zhuǎn)折就出在最后1分鐘艾麗卡展示的這張美麗的圖片上。

升空的大氣球看起來像是滴眼淚

知識鏈接

艾麗卡·哈姆登：美國亞利桑那州立大學(xué)教授，天體物理學(xué)家。2016年，成為首位獲得NASA Nancy Roman Technology Fellowship太空技術(shù)獎項的女性科學(xué)家，她也入選了2019年度“20名TED Fellow青年才俊”計劃。

艾麗卡滿懷激情地說：“我一生都傾注在這一刻，這是一張相機真實抓拍的圖片——大氣球帶著“火球”望遠鏡飛向太空，但是這個大氣球卻是一滴“眼淚”，因為它漏氣了，導(dǎo)致墜落到地上。”誰也不會想到這是一張證明發(fā)射失敗的照片，雖然這瞬間很美。

據(jù)悉，艾麗卡教授主導(dǎo)的這個“火球”望遠鏡項目，在經(jīng)過一系列的改進后預(yù)計在2020年9月份再次發(fā)射。

科學(xué)探索的真諦是什么？艾麗卡教授在TED上的這個演講給了一個很好的詮釋——百折不撓。而這個也同樣適用于我們普通人的生活和學(xué)習(xí)。