像在顯微鏡下觀察樣本那樣觀察恒星。
以人類的漫長歷史為背景,宇宙學(xué)在很長一段時間里都更像是一門幽深玄奧的抽象哲學(xué)——直到現(xiàn)代科學(xué)將它接管,人類得以使用數(shù)字、公式與望遠(yuǎn)鏡重新認(rèn)識太空。
宇宙是廣袤空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質(zhì)的總稱。關(guān)于它的起源,大多數(shù)科學(xué)家接受了“宇宙大爆炸”的說法。宇宙學(xué)家通常所指的大爆炸觀點為:宇宙是在過去有限的時間之前,由一個密度極大且溫度極高的太初狀態(tài)演變而來的。
雖然大型粒子加速器所進行的實驗結(jié)果支持了這一理論,但由于當(dāng)前技術(shù)原因,粒子加速器所能達到的高能范圍還十分有限,因而到目前為止,還沒有證據(jù)能夠直接或間接描述膨脹初始的極短時間內(nèi)的宇宙狀態(tài)。
目前證實大爆炸理論的主流實驗方式是,科學(xué)家通過觀測宇宙中氫元素的豐度,并將其和理論所預(yù)言的宇宙早期通過核反應(yīng)所形成的這些元素的理論豐度值進行比較。
人類關(guān)于宇宙的認(rèn)識在過去一百年中取得了了不起的進展,但相較宇宙深處無數(shù)的未知,目前被我們了解的內(nèi)容還很少。
Erika Hamden 就是探索宇宙構(gòu)成的天體物理學(xué)家之一。她的方式是,做一個巨大的望遠(yuǎn)鏡,再用氣球?qū)⑺偷接钪孢吘壢ァ?/p>
“當(dāng)我們觀察宇宙時,我們可以看到閃亮的恒星和龐大的星云,但我們看不出來它們是如何由原子構(gòu)成的。研究構(gòu)成宇宙的原子,比如氫,將會幫助我們了解星系和恒星是如何形成的,以及宇宙是如何進化的?!盓rika Hamden 說。
Erika Hamden 在 TED 現(xiàn)場展示了兩張照片,一張是由普通天文望遠(yuǎn)鏡拍攝的恒星照片,一張是由能夠分辨所有原子構(gòu)成的望遠(yuǎn)鏡拍攝的照片,能夠看出二者有明顯的差別。
2008 年,Erika Hamden 開始了她的 Faint Intergalactic medium Redshifted Emission Balloon 計劃,簡稱為 FIREBall,譯為“火球”。這是一種紫外望遠(yuǎn)鏡,能夠觀察到星系和氫氣云的微弱光線。一個巨大的氣球會將它帶到距離平流層 13 萬英尺的太空邊緣,持續(xù)一晚,以觀察天體的原子構(gòu)成。
“我們只會在太空邊緣進行研究,因為如果飛到外太空,研究成本會很高?!盓rika Hamden 說。
僅僅是開發(fā)和打造這臺望遠(yuǎn)鏡,Erika Hamden 的團隊就用了整整十年的時間。最初,她在加州理工大學(xué)開啟了這個計劃,后來又加入了亞利桑那大學(xué)和 Steward 天文臺。在這期間,她獲得了國家科學(xué)基金會和 NASA 等提供的資金支持。
2018 年,Erika Hamden 終于第一次也是唯一一次把望遠(yuǎn)鏡送上了天空。在 TED 現(xiàn)場,她展示了一張氣球飛過月亮的照片?!拔曳浅O矚g這張照片,但我看到它的時候總是想哭。”
“當(dāng)氣球充滿氣的時候,它的形狀應(yīng)該是非常飽滿的。但照片上的它看起來是淚滴狀的。”Erika Hamden 說,氣球出現(xiàn)了一個洞,它并沒有把望遠(yuǎn)鏡送到該去的地方。第二天,望遠(yuǎn)鏡墜落在墨西哥的沙漠,并沒有給團隊帶來他們想要的照片。
“它確實是一個失敗。但如果我們停滯不前的話,它就會成為一個永恒的失敗。”Erika Hamden 說,她的團隊會繼續(xù)嘗試把望遠(yuǎn)鏡送向太空邊緣,直到成功的那天到來。
題圖/TED