活着的传奇:黑洞照片的幕后英雄与拒绝领奖的抗争者-乳山新闻

                                                                      2020年01月18日 11:06 来源:乳山新闻 编辑:北京快三时间开奖结果

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                                                                      本文作者于2017年拍摄的利克天文台主楼旁边用来安放3米口径望远镜的圆顶(左)与利克天文台3米口径望远镜的反射镜与支架(右)|拍摄/供图:王善钦

                                                                      一个活着的传奇1994年⊙┊∵,应《天文与天体物理学年鉴》(ARAA)邀请⊙﹡﹡,玛格丽特写了自传♂,名为《观天者》(Watcher of the Skies) ∴♂△。在这篇文章中∟π△,她回顾了自己从出生到当时的70多年的人生∴▽。那时候π,B2FH四人组还全部健在♂⊙﹡。写完那篇文章之后的第二年⊿,即1995年∴◇,福勒去世;2001年↑⌒,霍伊尔去世;2010年┊,杰弗里去世⊙◇□。玛格丽特成为当年B2FH四人组中唯一一位还在世的人♂♂。

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                                                                      *编注:“大科学”(Big Science)是科学界在二战后提出的新概念⊿⌒,相对于个人或小团体参与的“小科学”而言⊙⌒。大科学研究的特点是投资规模大、多学科交叉、试验设备昂贵且复杂、研究目标宏大等⊙♂,如国际空间站计划、大型强子对撞机计划(LHC)等♂﹡。

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                                                                      玛格丽特认为□□,自己未被同时任命为皇家天文学家↑∴,是性别歧视的结果♀?♀。的确♂,赖尔有资格得到这个头衔∵,但有关机构在任命玛格丽特为格林尼治天文台台长的时候⌒,破了300年来默认的规则♂↑?,不给她皇家天文学家的头衔π,而给了别人﹡﹡♂,这确实有故意的嫌疑□∴〇,也因此有性别歧视的嫌疑□。

                                                                      当时⌒↑,玛格丽特本可以继续研究星系旋转曲线——如果那样〇△,以后鲁宾的光辉将因此黯淡☆。但她却在1963年转向了另一个领域?。她与杰弗里在1964年发表了一篇研究星系M51旋转曲线的论文∵□,这篇论文可以被视为此前他们在这个领域的工作的收尾☆♀,也是这方面的代表作之一☆。

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                                                                      计算表明?,这些蓝色星体距离地球达到了几十亿光年↑⊙,但看起来却依然很亮▽,这意味着它们的真实亮度远超过银河系的总亮度〇⊙。一个看上去像恒星的物体⊿﹡⌒,何以有这么高的亮度◇〇?

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                                                                      其实☆,1953年﹡,34岁的玛格丽特与25岁的鲁宾就已经在一次会议上首次见面并合影了∟,这两人大概是史上最强闺蜜了☆π〇。| 来源:https://cswa.aas.org/status/2001/JANUARY2001/Rubin.htm

                                                                      参与设计哈勃太空望远镜的光谱仪

                                                                      北京快三时间开奖结果

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                                                                      上任之后♂◇▽,玛格丽特成为格林尼治天文台近300年来第一个女性台长⊙。但另一件事让她有些失落:她没有被任命为皇家天文学家?△。而此前近300年﹡♂▽,得到这一职位的都是皇家天文学家⊙,或者同时被任命为皇家天文学家⊙〇π。那一年〇,射电天文学家、后来获得诺贝尔物理学奖的赖尔(Martin Ryle□⊿▽,1918-1984)被任命为皇家天文学家π。

                                                                      更麻烦的是⊿∴,当时德克萨斯大学奥斯汀分校已经开始准备建立自己的天文系◇▽♂,并开始洽谈接手麦克唐纳天文台管辖权的事务了☆△。芝加哥大学即将失去麦克唐纳天文台⊿,只剩下叶凯士天文台∴♂。叶凯士天文台里面最大的望远镜是1米口径的折射望远镜◇▽,无法与利克天文台3米口径的反射望远镜抗衡﹡。

                                                                      这些奇怪的天体在当时就已引起了天文学界的强烈兴趣☆♀∟,并且被公认为60年代天文学四大发现之一☆⊿。玛格丽特称这些物体为“类似恒星的物体”( Quasistellar Object)♀,简称QSO⌒⊿,这个名词至今还在被使用⌒▽♂。后来有人直接称它们为“类星体”(quasar)┊▽。

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                                                                      由于地球在自转▽〇,如果望远镜不转动∵,就会随着地球的自转而迅速偏离目标⊙﹡π。因此⊙♀⌒,必须由电动机带动望远镜逆向转动☆,以确保望远镜在曝光过程中始终对准目标◇♀。在这个过程中﹡?,观测者也必须配合望远镜转动♀。总体上⊿﹡,这样的观测比较辛苦π∟∟。

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                                                                      挥一挥衣袖☆☆,不带走一片云彩在1963年入职加州大学圣迭戈分校之后〇,玛格丽特一度继续研究星系的旋转曲线∟。这一年∵◇,34岁的薇拉·鲁宾(Vera Rubin?,1928-2016)恰好也来到了圣迭戈分校⌒▽,三人因此成为同事⊙♀,玛格丽特算是鲁宾的前辈↑⊿。

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                                                                      从1979 到1988年┊,玛格丽特担任加州大学圣迭戈分校天文与空间科学中心的第一任主任﹡,并参与大型太空望远镜(LST)的设计任务▽。

                                                                      作为对比﹡,当时芝加哥大学管理的麦克唐纳天文台的望远镜是2米口径的↑□⌒,里面无法放笼子﹡◇◇,观测操作很麻烦▽,而且有时有危险——玛格丽特就曾经从观测平台摔下去∵〇,差点摔死♂∵。

                                                                      二战结束后?,射电天文学迅速发展☆,射电天文学家在天空中发现了大量发出强烈辐射的射电源♂∟。当时天文学家为了确认这些射电源的本质▽▽┊,便用光学望远镜观测可能伴随它们的光学辐射♂,结果发现有些射电源发出明亮的蓝色光△△。

                                                                      但坎农一辈子都没有得到她应该得到的地位□▽,仅仅因为她是妇女∴∟。讽刺的是◇∟⊙,为了纪念坎农的贡献♂π,美国天文学会在坎农去世之前就设立了“安妮·坎农天文奖”♂⌒,这个奖只授予女性天文学家⊿,从1934年开始⌒┊,每三年发一次☆∟☆,直到1974年才改为两年发一次☆♂π,1988年开始改为一年发一次♂↑。

                                                                      在哈佛大学天文台办公室里的安妮·坎农∟。| 来源:Smithsonian Institution Archives;Accession number: SIA2008-0647

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                                                                      哈勃太空望远镜中的暗天体光谱仪π。|来源:NASA/ESA

                                                                      更痛苦的是一些意想不到的意外〇□。有一次♀⊿,控制望远镜的电动机在运转过程中卡住了杰弗里的胳膊∟⌒,几乎挤断了他的手臂☆,玛格丽特与同事听到杰弗里的呼喊之后∴⊿,立即切断电动机的电源☆,跑过去拉出杰弗里淤青的手臂﹡▽。另一次∵π,玛格丽特在麦克唐纳天文台观测一个星系时〇,从3米高的操作台摔到地面∵▽,这差点要了玛格丽特的命∵。幸好此时正是冬季∴﹡⊙,她衣服穿得厚∴⌒,因此没有骨折☆▽☆,只是前额割伤∴↑◇,多处淤肿∵□⊿。

                                                                      玛格丽特带领的小组在分析了星系M87的数据之后□,首次证实这个星系中心有一个超大质量黑洞♂。2019年4月10日〇,多个射电望远镜联合构成的“事件视界望远镜” (Event Horizon Telescope♀,EHT) 拍摄到的第一张黑洞照片被公布☆,这张照片是人类首次拍摄到的黑洞照片□♂﹡。而这个黑洞﹡⊿↑,就是M87中心的那个黑洞∴。

                                                                      她拒绝这个奖的另一个原因是:她不希望被人放在女性天文学家中排序⊙,她希望与所有男性同行一决胜负∟,她要的是男女都有机会得奖的奖项⊿♂。尽管她拒绝领奖的行为引发了一些争议♂,让一些人失望▽☆,但也促使更多人反思性别歧视问题﹡▽?。

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                                                                      那时∟♀,利克天文台刚刚组装了一台3米口径的望远镜⌒,这个望远镜大到足以在圆筒中间放一个笼子□?,让天文学家坐在笼子里搞观测﹡↑。在此之前∟,加州理工学院管辖的帕洛玛天文台的5米望远镜就首先做到了这一点∴,而且他们可以从容地坐在椅子上┊□,使用5米望远镜的人都自豪地称自己为“笼中人”◇▽▽。

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                                                                      1933年□□┊,兹威基(Fritz Zwicky⊿,1898-1974)在测量“后发星系团”的质量与亮度比时发现♀,星系团里面绝大部分物质不发光┊⌒,从而首次发现星系团中有大量暗物质□▽。

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                                                                      这些射电源对应的光学辐射的光谱很奇怪□♂,后来有人发现它们的光谱是波长被显著拉长的光谱□。根据波长被拉长的数值┊,可以计算出它们远离地球的速度⊙⌒,进而算出它们与地球的距离◇♂。

                                                                      北京快三时间开奖结果

                                                                      撰文 | 王善钦玛格丽特·伯比奇(Eleanor Margaret Peachey Burbidge◇□◇,1919-)是20世纪天文学领域的风云人物⌒,也被公认为还活着的最杰出的天文学家之一∟↑。在学术生涯前期∴,她辗转于不同的大学与天文台?□⊙,与合作者完成恒星内部元素合成理论△┊┊,成为破解星星内部秘密的核心人物之一(参见《百岁天文学家的传奇人生:她使用望远镜与手摇计算机破解了星星的奥秘》)∟。但她并未止步于此:她继续研究星系的旋转曲线∟∴,研究类星体的光谱↑⊙?,成为格林尼治天文台台长◇▽,参与哈勃太空望远镜光谱仪研制▽,带领团队发现M87中的黑洞——没错?﹡∟,这个黑洞就是去年刷屏的那张人类首次拍摄的黑洞照片里的那个∟□△。

                                                                      1902年的一张明信片上的皇家格林尼治天文台π□。| 来源:Wikipedia

                                                                      星系旋转曲线与暗物质在1953到1955年之间□,玛格丽特一方面从观测与理论两方面分别研究恒星化学成分与元素产生的具体过程;另一方面⊿?┊,她在1954年读了一篇涉及星系亮度与星系质量比值的论文∵⌒,然后立即决定测量“旋涡星系”的旋转曲线∟,以确定它们的质量与亮度之比♀﹡。

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                                                                      几年后⊙△,巴博科克(Horace Welcome Babcock∵♀,1912-2003)利用利克天文台的折射望远镜⌒☆⊿,测量了星系M31外部区域的光谱♂〇?,计算后发现:M31外部区域的旋转曲线与此前认为的很不一样π┊。遗憾的是∵┊▽,他以为要么是一些光被尘埃严重吸收〇,要么是牛顿万有引力定律不适用于星系外部⊿,而没有意识到他的工作其实已经证明M31的外部区域存在暗物质?⌒〇。巴博科克的这个重要结果在1939年发表后一直被同行忽视∵∟。

                                                                      1990年▽∴,这个望远镜在几经推迟之后☆∟,终于被“发现号”航天飞机带上太空▽?⊙,里面搭载着玛格丽特参与设计的暗天体光谱仪▽⌒。这个望远镜就是后来闻名于世的 “哈勃太空望远镜(HST)”□。玛格丽特参与设计的暗天体光谱仪在太空工作了7年﹡〇,直到1997年才被替换π□┊。

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                                                                      从当年在弹片纷飞的环境中用小望远镜观测星星的光谱⊿∟∟,到后来在和平环境中用自己参与设计的哈勃太空望远镜的暗天体光谱仪观测星系的光谱∵◇,玛格丽特在自己几十年的天文生涯中迎接了一个有一个重大挑战∟♂∵,完成了一项又一项重要工作♂。

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                                                                      转向类星体是什么使玛格丽特在1963年放弃星系旋转曲线方面的工作⌒♂π?答案是:类星体△?♂。

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                                                                      在入职圣迭戈大约两年后(1965年)↑∴,学校进一步解除限制♀⌒,允许夫妻在同一个系工作┊♂,玛格丽特被调到物理系┊,此后几年一直在物理系工作♂♀,并使用利克天文台的望远镜进行观测□♂⊙。

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                                                                      作者简介王善钦☆◇〇,2018年获得南京大学天文学博士学位π⌒☆,2016-2018年访问加州大学伯克利分校〇,主要研究超新星爆发等现象◇⌒,业余也研究科学史⌒?。

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                                                                      玛格丽特早已为坎农受到的不公平遭遇而不平⊙,更认为设立这个奖本身就是性别歧视┊。所以她在接到获奖通知后↑,写信拒绝了坎农奖〇,她认为:“这个奖虽然是在奖励女性π↑⌒,但也是在歧视女性∵△⌒。”这使得当时还是三年颁奖一次的坎农奖在1968年与1974年都有得主π,却1971年那一次没有得主∴↑。这也是坎农奖至今为止唯一的一次空缺☆□♂。

                                                                      几星期之后┊﹡⌒,被歧视、被排挤的杰弗里离开格林尼治天文台☆,带着女儿回到加州大学圣迭戈分校♀▽。为了完成2.5米口径的牛顿望远镜的搬迁事务?﹡,玛格丽特一直忍着持续的强烈不愉快△﹡□。在望远镜成功搬迁到一个好地方之后⊿,玛格丽特立即辞职π⊙△,此时距离她任职仅一年半☆〇∵。辞职后π♂?,玛格丽特遇到一次车祸□△,几个月之后〇△,才终于回到了加州大学圣迭戈分校☆,此时已经是1973年⊿□♀。玛格丽特离开英国的消息在英国媒体上引起热议∵。比如∵∟▽,有一家媒体撰文《伟大的女天文学家再次离开英国》∵□⌒。

                                                                      因为她的多个重要贡献♀┊,玛格丽特获得多项荣誉:海伦·华纳天文奖(1959年┊▽,与丈夫一起获得)、美国艺术与科学院学者(1969年)、美国射电天文台央斯基讲席(1977年)、太平洋天文学会布鲁斯奖(1982年)、美国国家科学奖章(1983年)、亨利·诺利斯·罗素讲席(1984年)、爱因斯坦世界科学奖(1988年)、英国皇家天文学会颁发的金质奖章(2005年π☆,与丈夫一起获得)┊☆♂。

                                                                      正如鲁宾所说∟┊,玛格丽特用自己的光辉、努力、原创性与优雅迎接挑战;正如她的女儿萨拉所说∟▽♂,玛格丽特也许只是希望成为自己所在时代的最好的观测天文学家之一♂,但实际上却成了自己所在时代的最好的天文学家之一∟。

                                                                      玛格丽特对星系质量与亮度比值的研究针对更多星系△。这方面的工作一直持续到1963年◇?。这一年⊙?π,玛格丽特“搬家”了⌒∴♀。

                                                                      本文作者于2017年在接近利克天文台的公路上拍摄的利克天文台的几个圆顶(左)与利克天文台主楼的大门(右)∵▽♂。| 拍摄/供图:王善钦

                                                                      在这期间π∟,夫妻俩继续使用望远镜观测星系和恒星的光谱┊⊿,用这些谱线来分析星系与恒星的化学成分﹡△↑,并分析星系的旋转速度∴?↑。光谱仪将星光分解之后♀♀⊙,每个波段上的光都会变暗┊〇∴,为了让得到的光足够亮∵♂,必须长时间曝光◇π,有些遥远天体的光谱非常暗淡♂♀,需要曝光3到5小时⌒,才可以在底片上得到较好的光谱△♂。玛格丽特与杰弗里常常在芝加哥寒冷的冬夜长时间站在望远镜前〇▽⊿,眼睛不离目镜⊿,持续观看好几个小时◇♂〇,以获取珍贵的光谱?〇∵。

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