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宇宙探秘
www.yuzhoutanmi.cn 記者：在發(fā)現宇宙加速膨脹的過(guò)程中，你用Ia型超新星做為距離測量的“標準燭光”。那么你是如何進(jìn)入超新星搜尋這一領(lǐng)域的呢？索爾：我的研究生是在加州大學(xué)伯克利分校念的。路易斯·阿爾瓦雷斯（Luis Alvarez）是伯克利眾多的杰出人物之一。正是他開(kāi)啟了無(wú)畏求知并且為此研發(fā)工具的傳統。例如，他發(fā)明了第一臺防抖攝像機。
他的手下之一，理查德·馬勒（Richard Muller），是我的導師。阿爾瓦雷斯建議理查德研發(fā)超新星自動(dòng)搜索的有關(guān)技術(shù)。同時(shí)值得一提的是，他們還第一個(gè)成功進(jìn)行了自適應光學(xué)的實(shí)驗。
記者：因此，做為一個(gè)研究生你便開(kāi)始研發(fā)用來(lái)自動(dòng)搜尋的超新星的技術(shù)。但是你還發(fā)現這一技術(shù)可以用于其他目的是嗎？索爾：我對理查德·馬勒、馬克·戴維斯（Marc Davis）以及皮特·赫特（Piet Hut）提出的一個(gè)理論很感興趣。他們認為圍繞太陽(yáng)轉動(dòng)的一顆伴星可以解釋地球上發(fā)生的周期性物種大規模滅絕現象，他們把這顆伴星稱(chēng)為“復仇女神”。我們發(fā)現，做為天空中為數最多的恒星，你無(wú)法知道其中是否有一顆在圍繞太陽(yáng)轉動(dòng)。因為距離我們非常遙遠，因此它相對于我們的運動(dòng)非常微小。于是我們決定用自動(dòng)搜尋超新星的同一架望遠鏡來(lái)監測天空中紅色恒星的運動(dòng)。為此我開(kāi)發(fā)了相應的精確測量視差運動(dòng)的天體測量技術(shù)。
記者：從那以后你還在搜尋“復仇女神”上做過(guò)其他工作嗎？索爾：沒(méi)有。搜尋“復仇女神”是我們正在做的事情之一，不過(guò)我們的主要任務(wù)是自動(dòng)搜索近距超新星。我為此開(kāi)發(fā)了一些新的軟件。我們搜尋超新星，一旦發(fā)現之后便對其進(jìn)行編號并且進(jìn)行跟蹤，因此你可以比較我們發(fā)現的每一樣東西。
記者：那么你個(gè)人更偏向于理論還是觀(guān)測？索爾：我絕對是偏向于天文觀(guān)測的。我很喜歡通過(guò)實(shí)踐去探索宇宙，并且通過(guò)測量去搞清楚它的運轉方式。
記者：20世紀90年代你是由十幾個(gè)人組成的超新星宇宙學(xué)計劃的負責人。那么你是如何領(lǐng)導你的團隊的呢？索爾：我想你問(wèn)的是如何帶領(lǐng)你的團隊去實(shí)現你所期望的目標。有時(shí)候你覺(jué)得有些事你自己來(lái)做速度會(huì )更快，然后你要處理的事情就會(huì )一件接著(zhù)一件出現，但是我想營(yíng)造的是團隊中的成員主動(dòng)站出來(lái)承擔任務(wù)的氛圍。因此這會(huì )是一個(gè)更有活力的組織方式，你會(huì )發(fā)現你不可能事必躬親。最好的氛圍是每個(gè)人都覺(jué)得和自己共事的人都比自己強，于是每個(gè)人都會(huì )做的比預期的更好。
記者：參與這樣一個(gè)項目有什么負面的作用嗎？索爾：對于我的科學(xué)研究生涯來(lái)說(shuō)，最壞的事情莫過(guò)于我總是擔心未來(lái)24小時(shí)會(huì )發(fā)生的事情，有時(shí)甚至是2個(gè)小時(shí)之后會(huì )發(fā)生的事情。對于一個(gè)普通人來(lái)說(shuō)這真是糟糕的生活方式。
記者：當你開(kāi)始你的這個(gè)項目的時(shí)候，你原本打算證實(shí)宇宙是減速膨脹的，但是超新星數據并沒(méi)有支持這一觀(guān)點(diǎn)。當時(shí)是不是存在這樣一個(gè)時(shí)刻，有人提出“也許我們該考慮一下宇宙在加速膨脹”？索爾：確實(shí)有一些事情促成了這一點(diǎn)。超新星1992bi誤差已經(jīng)落在了加速膨脹的范圍內了。于是我問(wèn)，對此我們怎么辦？這是否意味著(zhù)一個(gè)具有負質(zhì)量的宇宙？接著(zhù)有人說(shuō)這其實(shí)是宇宙學(xué)常數，我們可以把它納入進(jìn)來(lái)，尋求新的解釋。盡管我們不排斥宇宙學(xué)常數，但是每個(gè)人都認為它應該是零。如果由于任何理由它大幅度的偏離零，那么宇宙看起來(lái)就會(huì )遠非現在的樣子。
確實(shí)，愛(ài)因斯坦曾把宇宙學(xué)常數稱(chēng)為“他最大的錯誤”，它可以使得宇宙免于引力坍縮而保持靜止。但是我們對超新星紅移的測量——其中也涉及到對宇宙學(xué)常數和宇宙臨界質(zhì)量的假設——使我們得出了有關(guān)宇宙命運的結論。
通過(guò)這一測量你可以探尋一些深刻的問(wèn)題，例如宇宙是否會(huì )永遠存在、宇宙是否無(wú)限大、宇宙是否彎曲等。有什么還能比通過(guò)實(shí)驗去回答這些問(wèn)題更誘人呢？
記者：你們分析數據花了多長(cháng)時(shí)間？索爾：分析所有的數據花了很多時(shí)間，包括大量的核對。最后當你把它們畫(huà)在哈勃圖（體現距離和紅移的關(guān)系）上的時(shí)候，你還有幾件事情需要檢查。
一開(kāi)始我們把7顆超新星點(diǎn)在哈勃圖上的時(shí)候，發(fā)現宇宙的Ω
M=1。換句話(huà)說(shuō)，我們宇宙的質(zhì)量密度使得我們的宇宙是“平直”的，它既不會(huì )永遠膨脹，也不會(huì )最終坍縮。之后我們又從哈勃空間望遠鏡得到了一些數據，結果大為不同。原因是哈勃空間望遠鏡可以觀(guān)測到更為遙遠、紅移更高的超新星。這是第一次我們的數據開(kāi)始向更深遠的宇宙延伸。
結果發(fā)現Ω
M并不等于1，我們的數據第一次這暗示了也許還存在宇宙學(xué)常數的貢獻，時(shí)間是1997年初。
最終我們一共搜集了42顆超新星。但是誤差依然很大，而且還有許多地方需要交叉認證。除非你檢查了每個(gè)細節并且排除了錯誤的可能性，否則宇宙加速膨脹的結果都難以令你自己信服。我們也知道，如果我們是正確的，那么這將會(huì )是一個(gè)驚人的發(fā)現。但是誰(shuí)也不想在這個(gè)問(wèn)題上貿然行事。
記者：因此你們是逐漸得到宇宙加速膨脹這個(gè)結論，而并非是突然一下子意識到的？索爾：如果你說(shuō)的是一錘定音的時(shí)刻，確實(shí)最后我們在某一刻確定我們的結果是正確的，并且打算公布我們的結果。這可能也是最不同尋常的一錘定音，因為這一錘我們整整揮了9個(gè)月。期間我們不斷地審視我們一整年的數據，它對于我們任何人來(lái)說(shuō)已經(jīng)沒(méi)有什么可驚訝的了，但是有一點(diǎn)令人驚訝的是你逐漸開(kāi)始相信它了。
對于我個(gè)人而言，我最接近一錘定音的時(shí)刻是我在圣克魯茲做報告的時(shí)候，當時(shí)我正展示我們的結果，并且試圖說(shuō)明其中的含義。在我做完報告之后，著(zhù)名宇宙學(xué)家喬爾·普里麥克（Joel Primack）站起來(lái)說(shuō)：“在有人問(wèn)問(wèn)題之前，我想向聽(tīng)眾說(shuō)明宇宙學(xué)常數的意義。這真是一個(gè)驚人的大發(fā)現。”當時(shí)，人們的腦袋中并沒(méi)有宇宙學(xué)常數的一席之地，但是從那一刻起一切都將改變，時(shí)間是1997年11月末12月初。
之后我們決定正式發(fā)表我們的結果，同時(shí)在1998年1月9日的美國
天文學(xué)會(huì )會(huì )議上張貼了海報。除此之外，我們還在會(huì )議上做了一個(gè)報告，并且召開(kāi)了一個(gè)新聞發(fā)布會(huì )。隨后當另一個(gè)小組的“反引力”結果也公布的時(shí)候，事情就變得更明晰了。
記者：另一個(gè)由澳大利亞國立大學(xué)的布萊恩·施密特（Brian Schmidt）領(lǐng)導的高紅移超新星搜尋小組也在從事類(lèi)似的工作。那么你們的超新星宇宙學(xué)計劃和高紅移超新星搜尋項目之間是怎么樣的競爭關(guān)系呢？索爾：兩個(gè)小組公布的結果彼此相似確實(shí)說(shuō)明了很多問(wèn)題。在科學(xué)史中，人們似乎都樂(lè )意接受新的發(fā)現。到1998年底，許多人都接受了我們的發(fā)現。在做出這一發(fā)現的過(guò)程中牽涉到許多不同的事情。從我個(gè)人的角度來(lái)看，我們小組成員的艱苦勞動(dòng)為最后的發(fā)現打下了堅實(shí)的基礎。之后的1個(gè)半月另一個(gè)小組也公布了他們的結果。我們小組覺(jué)得，這里有一個(gè)先后問(wèn)題。盡管在正式發(fā)表的文章方面另一個(gè)小組確實(shí)比我們早。
記者：為什么你們不在1998年1月也就是在公布你們的發(fā)現的時(shí)候發(fā)表你們的結果呢？索爾：我們當時(shí)認為向天文界公布我們的結果才是最重要的事情，而且我們想確保每一個(gè)細節都萬(wàn)無(wú)一失。在這個(gè)問(wèn)題上沒(méi)有先后的問(wèn)題。
我想大多數人感覺(jué)這兩者其實(shí)可以是同時(shí)的。如果我們“馬虎”一點(diǎn)，我們確實(shí)可以搶先發(fā)表。但是這不是我們的信條。當你回過(guò)頭來(lái)看，這一發(fā)現涉及到方方面面的共同努力，而且它也花費了我們多年的時(shí)間來(lái)搞清楚其中的每一個(gè)細節。所以這一發(fā)現不是由某個(gè)人單獨做出的，而是整個(gè)團隊艱苦卓絕地努力的產(chǎn)物。
記者：那么什么是你成功的秘訣呢？索爾：我認為最重要的事情是要樂(lè )于學(xué)習、敢于開(kāi)辟新的領(lǐng)域，但同時(shí)你又要有團隊精神。絕大多數時(shí)候一個(gè)人是無(wú)法勝任的。你必須依靠一個(gè)團隊，大家齊心協(xié)力去完成一件事情。有時(shí)候我很驚訝，有的科學(xué)家穿著(zhù)白大褂獨自一人在實(shí)驗室一呆就是幾小時(shí)。就我而言，除了善于思考問(wèn)題之外，對于一個(gè)科學(xué)家來(lái)說(shuō)最重要的事情是尋找合適的合作伙伴同時(shí)和你的團隊一起分享發(fā)現的過(guò)程。
記者：每年10月份當諾貝爾獎公布的時(shí)候你是不是會(huì )很興奮？索爾：得獎是一件很有意思的事情。其中最令人關(guān)注的當然是這份榮譽(yù)。對于做出杰出貢獻的人來(lái)說(shuō)，這真是一件非常好的事情。人們可以等上一輩子來(lái)看自己是否有可能得諾貝爾獎，當然我并不認為這是一種十分健康的心態(tài)。
