安德烈娅·盖兹如何因一项无人看好其成功的实验而荣获诺贝尔奖

她坚持无论如何都要做下去——并最终为银河系核心的超大质量黑洞提供了确凿的证据

盖兹是2020年诺贝尔物理学奖的三位获奖者之一,她的工作是为银河系中心存在超大质量黑洞提供证据。

25年前,一位默默无闻、刚入行的天文学家面带微笑地站在我的办公室里。她带着一个离谱的要求——实际上是命令——要求我的团队修改我们经过详尽测试的软件,让我们的最重要的、需求量最大的科学仪器做一些它从未被设计用来做的事情,并冒着损坏它的风险。这一切都是为了进行一项基本上是浪费时间且不可能完成的实验——证明一个巨大的黑洞潜伏在我们的银河系中心。

面对她开朗但坚定的决心,我最初的“没门”(也许我用了更强烈的表达)逐渐让步。这是我第一次遇到安德烈娅·盖兹这种自然之力,她是2020年诺贝尔物理学奖的三位获奖者之一,她的工作是为银河系中心存在质量为太阳四百万倍的超大质量黑洞提供确凿的实验证据。

这种决心和承担经过计算的风险的意愿一直是安德烈娅的特点。25年来,她几乎完全专注于人马座A*——我们本地超大质量黑洞的名字。值得注意的是,在过去的四分之一个世纪里,一个完整的研究领域已经发展起来——寻找并发现证据证明这些怪物潜伏在每个大型星系的中心。而安德烈娅无疑是这一探索的伟大先驱之一。


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安德烈娅的共同获奖者莱因哈德·根泽尔从一开始就参与了同一项研究,正是他们的两个团队——每个团队都由一位杰出的知识分子领导,并使用位于两个不同半球的两个不同天文台——将天文学带到了这个非凡的成果:证实了爱因斯坦一个多世纪前提出的广义相对论的又一个预言。

与许多科学领域一样,竞争非常激烈,有时甚至残酷,但正是在这种竞争中,锻造出了一个不可动摇的结果,这个结果在一个多世纪的时间里经过了反复的测试和再测试。而竞争的核心是两位同事,都是伟大的天文学家,他们的工作不仅由科学本身定义,也由几乎完美地适用于这项精确科学事业的望远镜和仪器的可用性定义。

安德烈娅在夏威夷莫纳克亚山顶的W. M. 凯克天文台双子望远镜上完成了她的工作,那里空气平静而晴朗,海拔近14000英尺,位于太平洋之上。她开始使用凯克天文台近红外相机(NIRC)上调试的第一台仪器,现在这台仪器装饰着我们总部的门厅。NIRC从没被设计用来做安德烈娅需要做的事情——超快速的图像读出,然后重新堆叠结果以消除大气湍流的影响。但她不肯被拒绝——我们做了修改。它奏效了!理解数据极其困难且耗时,但安德烈娅坚持了下来。

努力的结果是,首次出现了恒星绕黑洞运行的证据——而不仅仅是暗示。这是一个了不起的结果,但离完全证实还差得很远。大约在那个时候,一种新技术,自适应光学(AO),正在世界各地的望远镜上安装。凯克天文台是最早配备这种最强大天文台之一的天文台——结果令人震惊。毫不奇怪:安德烈娅立即转而使用AO进行她的工作。她总是追求更高的性能和更强大的功能——凯克天文台的科学家和工程师以及我们的仪器制造者社区做出了回应。这种对更高和更强大的追求,以及随之而来的科学回报,帮助AO成为了今天如此强大的工具。

安德烈娅喜欢指出,她成功的原因之一是天文学家的需求与响应挑战的工程师之间的这种紧密而快速的循环。在某种程度上让人想起数学和物理学之间的紧密协同作用,科学问题催生新技术,新技术催生新科学。安德烈娅一直处于这种良性循环的最前沿,是“我们可以做得更多”的热情倡导者。

安德烈娅是一位伟大的科学家;她不仅做科学研究,还塑造事件使其成为可能。除了做研究,她还创建了加州大学洛杉矶分校银河中心小组,以协调研究和技术发展。她还将她的热情和追逐的刺激感灌输给了一批研究生和博士后研究员。毫不夸张地说,安德烈娅亲自激励了各地有抱负的科学家,她为能力、毅力和奉献精神可以取得的成就树立了榜样。

今天,安德烈娅因其成就而站在科学认可的顶峰。但正如她会第一个承认的那样,这场胜利代表了众多人的共同努力。从无与伦比的阿尔伯特·爱因斯坦的理论预测,到那些有远见建造我们简单地称之为“望远镜”的令人惊叹的复杂机器的人,到那些在地球上最佳地点为这项研究创建站点的人,到那些构思和建造仪器并运行操作的人,再到进行研究的科学团队——所有这些都是必不可少的,是数千人工作的产物。

但最终,有一个人提出了这项研究的想法。有一个人有胆量提出它,有一个人有决心、毅力和专注力来实现它,不为所有说这是浪费时间的人所动摇。这个人是我的朋友和长期同事,那个拒绝接受“不”的答案,甚至可能在她的词汇里都没有“不”这个词的人:安德烈娅·盖兹,2020年诺贝尔物理学奖的获得者。

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