宇宙中丢失的记忆

由于疫情导致天文台关闭,揭示宇宙秘密的光子无法被记录或解码

帕洛马天文台。

丽贝卡·奥本海默

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


我是一名天体物理学家。我解读宇宙的记忆,这些记忆编码在光子中——微小的光粒子穿越广阔的空间和时间距离到达地球。这些光子在其电磁振荡中携带着它们旅程的记录,以及过去发生的事情,从几小时前到几十亿年前,取决于它们起源于哪里,比如木星卫星木卫一上的火山或遥远类星体的猛烈核心。

现在,由于一种完全不带感情色彩的生物力量,它除了复制之外什么也不做,世界上大多数天文台都关闭了,大量的这些记忆正在未被记录下来。通常由望远镜上先进、极其灵敏的探测器记录的持续不断的光子雨,在经过漫长的旅程后,反而撞击到关闭的天文台圆顶上。在那里,它们转化为微小的热点,最终被夜晚的微风吹走,它们携带的记忆永远消失了。

每周几次,我都会与我的研究生罗斯·吉布森进行视频聊天,她是我合作过的最优秀的 emerging 科学家之一。自从 3 月 15 日以来,我就再也没有见过她,那天是我们都在美国自然历史博物馆的最后一天,她在那里完成她的论文。她住在曼哈顿,离我家不到一英里。视频聊天总比没有好,但效率低下,远不如在同一个房间里一起工作。


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我们有今年冬天收集的数据可以研究。例如,我们观测了参宿四这颗巨星,由于光速是有限的,我们看到的是大约 500 年前的它。然而,我们在帕洛马天文台的 200 英寸海尔望远镜上损失了两个星期的观测时间,我们在那里使用我们新颖的仪器,旨在寻找和研究银河系中最常见恒星周围的最小行星。这个项目需要定期、重复的观测,以观察我们正在仔细研究的恒星运动的变化。一旦我们能够恢复,我们将再次了解关于银河系这些居民的迷人事物——但这种损失也带有一种个人的悲伤。

在帕洛马天文台工作的 27 年里,我有很多自己的回忆。我记得白天睡觉,在美丽的无月之夜工作的宁静和美丽,整个天空都闪耀着微小的光点,这些光点原来是人类曾经试图理解的最复杂和最迷人的现象。我记得看到以前没有人见过的东西时的兴高采烈——有史以来在太阳系外观测到的第一个比恒星小的物体,一颗所谓的棕矮星。我记得当太阳升起时,山下山谷里充满了云雾,结束了一个美好的、高效的收集记忆的夜晚。我记得技术人员——真的是家人——那些敬业的人员,他们让这座古老的天文台运转起来。我记得夏天的响尾蛇,偶尔有偷偷摸摸的短尾猫从灌木丛中探出头来,以及南加州冬季雪景的美丽。

最重要的是,我怀念那些时刻,当我们设置望远镜凝视某颗恒星大约一个小时左右,而我建造的仪器平稳地运行,收集光子。当它们积累时,我会走到猫道上,这是一个格栅走道,离地面约 50 英尺高。它环绕着望远镜圆顶,当我走完一整圈时,我会评估天空的清晰度,这是一项无法被视频和相机取代的任务。我记得感到非常平静,看着夜空,知道宇宙的一些记忆正在被记录下来。

许多人可能认为我的工作是非必要的,我想在某些方面确实如此。我不生产食物、鞋子或卫生纸。但我创造知识,并指导人们获得世界上最先进的学位,哲学博士。这些人,我以前的博士生,已经走上了学术生涯,但也从事其他类型的工作,例如为有心脏病的人提供实时数据,或建造一些有史以来最先进的卫星。

然而,也许更重要的是,天体物理学,即使对我们的基本生存不是必不可少的,也与人类自身的核心息息相关——理解我们从哪里来,我们是什么,我们是谁。理解这个宇宙中有什么,以及它是如何运作的,对于人类的好奇心至关重要。正因为如此,世界上大约有 15,000 人从事天体物理学。我们是现代科学的一些旗手,这是一项比国家、战争、经济萧条——甚至全球瘟疫更持久的事业。事实上,我相信当前的疫情已经释放了人们对科学的一种新的、具有感染力的兴趣。

虽然过去几个月来降临地球的许多宇宙记忆永远丢失了,但人类的好奇心并没有减弱;它将要求我们尽快恢复天文观测。即使现在,光子也在穿越我们太阳系外缘柯伊伯带的冰冷彗星碎片。这些光子将在几个月后到达地球。也许到那时,我将回到帕洛马天文台那壮丽的猫道上,再次惊叹于夜空的庄严,而我的仪器,在圆顶内静静地嗡嗡作响,收集它们。

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