探索宇宙你永远不会懂青年科学家追光的浪漫

  • 天文科普
  • 2024年06月17日
  • ▲FAST望远镜探测到快速射电暴(摄影:黄琳、杨庆良、王伯君、张春风、姜锦辰。后来:崔启胜)北京大学教授、国家天文台研究员李克佳提供中国科学院 ▲《追光》青年代表。 从左到右分别是:37岁的北京师范大学天文系讲师林琳、25岁的北京大学天文系博士生张春风、35岁的北京师范大学天文系博士生张春风。 ——老王培,中国科学院国家天文台助理研究员。 ▲林琳.受访者提供 ▲夜色中的“中国天眼”全景

探索宇宙你永远不会懂青年科学家追光的浪漫

天文奇观学论文_教育部佟学科研_天文学科研专题

▲FAST望远镜探测到快速射电暴(摄影:黄琳、杨庆良、王伯君、张春风、姜锦辰。后来:崔启胜)北京大学教授、国家天文台研究员李克佳提供中国科学院

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▲《追光》青年代表。 从左到右分别是:37岁的北京师范大学天文系讲师林琳、25岁的北京大学天文系博士生张春风、35岁的北京师范大学天文系博士生张春风。 ——老王培,中国科学院国家天文台助理研究员。

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▲林琳.受访者提供

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▲夜色中的“中国天眼”全景。新华社记者欧冬曲摄

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▲FAST望远镜深度观测(摄影:黄琳、杨庆良、王伯君、张春风、姜锦辰。后来:崔启胜)北京大学教授、中国科学院国家天文台研究员李克佳提供

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▲ 北京大学天文系博士张春风 本报记者 张殿彪 摄

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▲中国科学院国家天文台助理研究员王培

新华社北京12月26日电(记者张殿彪、完颜文浩)12月25日,《新华每日电讯》发表题为《追光青年沉迷“无用之用”》的报道。

在黑暗中追逐千分之一秒的“闪烁”,是琳琳和伙伴们的日常工作。 即使在大流行期间也是如此。

这种“闪烁”是难以捉摸的、转瞬即逝的、肉眼看不见的。 “这就像黑暗的森林里突然出现一道闪光,你不知道那是一只狼、一只猫头鹰,还是陌生人挥舞的手电筒。” 琳琳说道:“虽然难免让人害怕,但也引起了他们的好奇心。”

林琳,37岁,北京师范大学天文系讲师。 今年,她和25岁的北京大学天文系博士生张春风、35岁的中国科学院国家天文台助理研究员王培等人联合研究团队利用中国天眼FAST开展“光追”研究,该研究还入选《自然》杂志和《科学》杂志年度十大科学发现。

他们追逐的“闪光”是快速无线电爆发。 它在几毫秒内释放的能量相当于5亿个太阳的能量。 这是已知宇宙中最强大的射电暴。

自2007年首次被“看见”以来,快射电暴迅速成为天文学界的“网红”。 它从何而来,无人知晓,有人说这是外星人发出的信号。 世界各地的许多天文学家对它知之甚少,却对其着迷。

如今,琳琳和她的合作伙伴走在研究领域的最前沿。 快速射电暴非常狡猾,能否被“追赶”很大程度上取决于天气。

然而有趣的是,他们的研究之所以被选中,是因为没有“追逐”。

(字幕)“单打独斗取得成果的时代已经结束”

回忆起《追光》的日子,论文第一作者林琳仍记得脑海中挥之不去的不真实感,“也许就像是吃了一剂兴奋剂”。

那段时间,她经常打自己的脸,担心自己醒来就完了。

4月28日凌晨5点左右,林琳被两岁的儿子叫醒。 她在手机上看到一条快讯:3个小时前,银河系的一颗磁星开始移动。

就是林林一直“盯着”的那个! 她顿时兴奋起来。

磁星的磁场强度是地球磁场强度的四万亿倍,足以将原子挤压成铅笔形状。 它是一种已知密度仅次于黑洞的特殊天体。 根据现有理论,快速射电爆发可能来自磁星活动,伴随着X射线和伽马射线的高能电磁辐射爆发。

就像条件反射一样,林琳联系上了天眼FAST重大优先项目美国协调员张兵,提出“插队”,向天眼申请紧急“监控”该星。

“天眼观测项目时间很紧,插队只是为了抢别人的时间。” 急着插队的理由已经足够充分了。

当时她告诉张兵,这是一次大爆发,出结果的可能性很大。 观察越早越好。

三小时后,我盯着磁星看了一个小时。 同一时期,美国费米卫星还观测到了这颗磁星的29次伽马射线暴。 根据理论模型,这意味着有29个快速射电爆发。

拿到天眼数据的那天早上,张春风正在电脑前“焊接”。 他想从海量数据中挖掘出“闪烁”。 “难度相当于在15公里的道路上找到一只体长只有5毫米的黑色蚂蚁。而这条路里充满了上千只各种种类的蚂蚁来干扰你。长度为40厘米,短只有1毫米。” 寻找万分之一的紧张感,“和当年踏上千米体测起点的感觉一样”。

距离第一次处理数据已经过去了几个小时。 张春风不敢平静,反而更加紧张。 他没有发现快速射电暴的踪迹。

难道是因为快速射电暴太亮,天眼“瞎了”或者“烧了”? 还是天眼没有捕捉到? 还是你自己搜索有问题? 据悉,在另一时间,加拿大的CHIME望远镜和美国的STARE2望远镜均检测到来自该磁星的快速射电爆发。 张春风的心一直悬在半空。

经过多次检查,张春风仍然没有找到“蚂蚁”。 不久之后,王培团队的独立分析也做出了同样的判断。 张春风的心里立刻从紧张变成了兴奋,“就像坐过山车一样”。

这是一个新发现! 三十次磁星爆发仅产生一次快速射电爆发。

“你不会错的!” 张春风的自信来自于他的眼神。 中国天眼的灵敏度是目前单口径望远镜中最高的。 加拿大的CHIME望远镜和美国的STARE2望远镜看得更宽,而天眼看得更细更深,可以发现其他望远镜看不到的微弱东西。

从4月28日观察到5月8日投稿,只用了10天时间。团队成员分属不同单位,甚至林琳、张春风、王培等人此前从未见过面。

“这一次是集体冲锋的胜利,天文学依靠个人努力取得成果的时代已经过去了。” 王培解释说,过去,受设备和历史条件的限制,大家都是独自一人在自己的一亩三分地上干活。 随着科技的发展和趋势,需要对天体进行多层次的研究,这绝对不是一个人能够做到的。 本文合作者来自中国科学院上海天文台、南京大学、中国科学院紫金山天文台、广西大学、河北师范大学等十余家国内科研机构以及国外科研机构。

11月4日,《自然》同时发表了包括本文在内的三篇研究论文。 三篇文章结合起来表明,磁星可能是“闪烁”的幕后黑手。 林琳说:“前两篇国外文章在‘闪烁’和磁星之间架起了一座‘桥梁’,我们借助天眼的研究进一步解释了这座桥梁的一些特征。”

被《自然》和《科学》评选为年度十大科学发现,对她来说其实是理所当然的事情。

“机会来敲门了,我们抓住了它。” 她毫不掩饰,当时心里的想法是“我终于有一些可以写进教科书的作品了”。 对她来说,这就是对好奇心最好的奖励。

(副标题)科研的“瘾”与“追光者”的浪漫

林林对天文学的第一个好奇来自于一本叫做《千亿个太阳》的书。 她早就忘记了高中时读过的书的具体内容。 她只记得自己被神秘宇宙的“引力”所俘获、困住。

张春风因为《十万个为什么》中的一张图片而迷恋星空——蓝色海王星上一个显眼的黑点。 为什么是蓝色的? 什么是黑斑? 好奇的种子在那一刻就种下了。 张春风的手机里还保存着那张照片,但他已经弄清楚了原来的问题所在。 然而,新的问题一次又一次激起他的好奇心,一次又一次“喂饱”他的好奇心。

王培半路出家。 最初从事核物理理论研究。 他觉得自己的领域受到地面实验条件的限制,十多年来一直停滞不前。 如果再这样下去,即使我的文章全部被烧毁,也不会对世界产生任何影响。

但许多天体都是现成的实验室,可以达到地面上无法达到的极端条件。 通过天文观测,可以解决物理学的基本问题。 于是2014年,王培博士毕业,进入中国科学院国家天文台工作。

在他看来,科学研究并不是一件苦差事。 科学研究是由好奇心驱动的。 只要你有好奇心,有解决问题的能力,你只会有一个又一个惊喜,最终形成“好奇-惊喜-更大好奇”的良性循环,而不是苦涩无趣。

林琳也很享受好奇心带来的“科研上瘾”的感觉。 她把科学研究视为“通关打怪”和“荒野探索”两种乐趣的结合。 “一旦上了这艘船,你就不想下船了。”

然而,并不是每次观察都会找到“蚂蚁”。 如果你继续做有趣的事情,就会让你感到疲倦。

林琳将科研的“低谷时刻”比作“堵车”。 她觉得每条车道都可能会堵车,所以不能堵车的时候就随便变道。 最好单向走“光”路。

琳琳活得像个孩子,对一切都充满好奇。 她还可以在每天走的老路上发现新事物。 她经常提醒学生:“天文观测没有发现任何有趣的痕迹,这很常见。茫然无助,只有保持良好的心态和持续的好奇心。”

有人问她,学习天文学会不会产生“生命没有意义”的虚无感。 毕竟,与宇宙相比,人类是如此的渺小和短暂。 她反问,岂不是说一个小人物就能参悟宇宙奥妙吗? 这不就说明一个人很伟大吗? 再说了,有这么广阔的星空等着你去学习,你哪有空闲时间去虚无呢?

“其实,科学研究并不像外人想象的那样枯燥、乏味、虚无。” 疫情期间,林琳原本有更多的时间专注于科研。 然而,帮忙照顾孩子的父母回到家乡后,林琳只能哄孩子睡觉,然后才开始科研。 虽然并不总是一帆风顺,但她并不觉得养育孩子浇灭了她对科研的热情。 “毕竟,当你照顾孩子的时候,你的脑子里一直在想着星星和大海。”

这就是一位天文学家母亲的“浪漫”。

《追光者》的浪漫常常被低估。 几年前,我在国外做博士后时,值班赶上卫星观测伽马射线爆发。 那天正好是她母亲的生日。 琳琳兴奋地向妈妈讲述了这次疫情的特点,并说这是属于妈妈的“生日”。 (生日)暴力”。

张春风曾将“星星的指纹”光谱图案放入玻璃中,还将“星星的声音”磁场脉冲转化为电子音乐赠送。 有人说他不懂其中的魅力,但他却自豪地说:“频谱真美,脉搏听起来真好听!这是宇宙的恩赐,不是很浪漫吗?”

在王培看来,沉浸在“浪漫”之中的天文学家难免在生活的某些方面显得笨拙。 王佩因跟不上时尚潮流而被妻子“嫌弃”。

上学时,王培很佩服那些白发苍苍的科学家,他们还没有退休,沉浸在科学研究的世界里几十年,却充满了活力和激情。 大家都喜欢游戏娱乐的“简单模式”,那么为什么这些白发科学家却选择“困难模式”呢? 他从事这个行业的时间越长,就越能体会到沉浸的滋味和由此带来的智力满足,“这是其他娱乐所无法比拟的”。

“现在年轻的科学家比以前面临更多的诱惑,很多人都去赚钱了。” 不过,在王沛看来,仰望星空、白头到老,也是一件很浪漫的事情。

“当你进入这个行业时,你或多或少都会感到好奇,享受到独特的浪漫。” 琳琳道:“那些所谓的儒雅利己主义者不能留在这里。”

(副标题)可以“直线超车”的时代

林琳在向学生介绍这项科研成果时表示,该团队“站在巨人的肩膀上”。 这个“巨人”就是天眼FAST。

老一辈的天文学家都很羡慕林林这一代的年轻人。 北京师范大学天文系主任钟家勇记得,几十年前他想做研究,但国内没有设备,所以他必须到国外申请,有时还得花钱。 如今的年轻天文学家已经赶上了可以“直线超车”的时代。

“综合国力稳步上升,国家对基础科学研究的投入越来越多,年轻人对未来的担忧越来越少,又有这么好的装备。现在或许不是‘直线超车’的时代’而不是在弯道上超车。” 王培觉得他这一代的天文学家非常幸运。 “过去,一些天文科研领域是别人领先的,但现在至少在快射电暴的研究上,我们走在了前列。”

今年疫情期间,FAST团队克服影响,依然满负荷工作。 张春风说:“这也是对我们年轻科研人员的一个提醒,尖端科学的竞争非常激烈,没有办法想到休息,天上的星星永远不会停止。”

“这次参与该项目的成员中有一半以上是年轻科学家。” 随着越来越多年轻人的加入,林琳逐渐感觉到“时间在等待我们”。 “好装备这么多,年轻人需要多用用。” 站起来,做更好的科学。”

林琳发现身边的人对天文学这种“无用”的研究越来越感兴趣,“这个研究有什么用”之类的问题越来越少。 十多年前,她在南京大学学习天文学时,遇到了一位分不清“天文”和“新闻”的出租车司机。 亲戚还让她预测明天的天气,让她傻眼了。 现在,很多已经为人父母的朋友给她打电话,请她为孩子推荐天文望远镜。

该论文于11月发表,并于12月被《自然》和《科学》评选为年度十大发现之一。 琳琳等人的生活并没有引起太大的波澜。 唯一让林琳感动的是,有一天,孩子在电视上看到她的作品图片,立刻就认出了,并要求反复观看。

“受到孩子们的钦佩是我‘追随光明’的又一个动力。” 林林说,或许那时候他心里也种下了好奇的种子。 (参与采访及撰稿:黄晓宇)

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