专访诺贝尔物理奖得主:暗能量无所不在

人气 86

【大纪元2013年01月08日讯】(大纪元记者董韵报导)2011年诺贝尔物理奖获得者、拥有美国和澳洲双重国籍的澳洲国立大学(Australian National University)“高红移超新星搜寻团队”(High-z Supernova Search Team)负责人、天文学家施密特(Brian Schmidt)教授接受大纪元记者专访,他表示,暗物质和暗能量在宇宙中无所不在,人类在宇宙面前卑微而渺小。他同时还介绍了这项跨国项目所面临的挑战,以及他获得成功的秘密和在天文学课题之外的个人生活。

施密特和美国加州大学伯克利分校教授索尔‧佩尔马特和约翰斯‧霍普金斯大学教授亚当‧里斯,因发现宇宙在加速膨胀而获得诺贝尔物理学奖。

记者:可以描述一下您得知自己获的诺贝尔奖的时刻吗?

施密特教授:我在8点半(北美时间)的时候接到诺贝尔评选委员会的电话。当时,我很兴奋,非常激动。这种激动和我的第一个孩子降生的时候是一样的,非常的激动。

记者:这个奖项对您个人意味着什么?

施密特教授:这个时刻属于人类如何来认知我们周围世界,这个诺贝尔奖的意义更多的不在个人。

记者:那您的发现对科学界意味着什么呢?

施密特教授:我想这种发现是一个巨大的惊喜。其蕴含的意义是告诉我们宇宙存在巨大的人类尚未探知的空间,我们将之称为暗能量,这种能量充满了空间,并对宇宙本身产生一种推动力,使得重力产生一个相反的作用力,实际上是一种推动力而不是拉力。我们所生活的空间,可见的物质和原子,只占有4.5%。我想这对人类而言,渺小而卑微。这似乎在提醒我们,宇宙中有巨大的未知领域有待我们去探寻。

记者:我们人类对宇宙的了解有多少?

施密特教授:对宇宙的了解是无止境的。当你不知道宇宙中的96%是由什么组成的时候,这意味着你不知道的太多了。

从我个人的理解,在天文学上,我们需要认识宇宙的东西太多了,这些都是最根本和基础的东西,宇宙是由什么构成的。

我相信宇宙中有一些基本的规律在运行着……更好的了解宇宙意味着人类知道怎样更好的生活在这里。

有很多事情,可能是我们人类所不知道的。有很多事情,是我们还认识不到的。在到达这一目标之前,我们还有很长的路要走。

记者:您用“卑微”来形容人类对宇宙的了解,能再提供一些细节吗?

施密特教授:有时我们人认为身边的世界已经太广大了,但是实际上,地球只是银河系中的一颗小小的星星。银河系中有万亿的星星,而在这之外更加广阔的空间是由暗物质和暗能量所构成的。

宇宙在膨胀,我们希望这个过程慢下来,因为宇宙充满了重力,重力会缓冲这种趋势,就像是我向空中抛出一个球,在重力会将球拉回来。但是我们发现恰恰相反,重力非但在起拉回来的作用而是在往前推动……据我们的认知,这只有在宇宙中充满一种叫做暗能量的时候,才能做到这一点。

记者:什么是暗能量?

施密特教授:我不知道暗能量是什么。科学家们最好的一种猜想是,这是宇宙本身的一部分。 所以当人们问:什么是真空,以前我们会说:什么都没有。但是现在,(我理解)真空是有物质的,比如能量。宇宙在膨胀的时候,更多的能量也会产生。根据爱因斯坦的重力守恒定律,这会使得重力的推力强于拉力。

记者:那什么是暗物质呢?

施密特教授:暗物质不是一种东西,我们的检测使得我们对此有一点了解。暗物质看起来,有他本身的重力,就像原子一样,由于各种原因,它并不和其它物质互相有影响,就像是它在穿越地球进行旅行一样。所以,我们怀疑这是一种尚未被发现的粒子,但是我们并不肯定,因为还没有能力来发现这种粒子。

有一种叫做中微子,也穿越地球。 我们肯定这种暗物质不是中微子。

记者:暗能量和暗物质之间有什么联系?

施密特教授: 尚未发现任何明显的联系,不过如果科学家能发现其中的一种,则是另一种情况。

有人希望它们是一种物质,但是所起的作用不同。目前来说,最明显的联系是每一块暗物质中,有三块暗能量,它们在宇宙中无处不在,非常普遍。

记者:你们怎么来证明宇宙的膨胀在加速?

施密特教授: 科学家哈伯在1929年测试到宇宙在膨胀,他是通过衡量星系之间的距离,这些星系以多快的速度在离我们远去从而得出这一结论的。因为从已经膨胀的宇宙中散发出的光线,将发生偏离。所以光线拉伸得越厉害(波长改变),其颜色将从蓝色变成红色。所以,宇宙的膨胀将可非常准确的通过光线颜色的变化而判断。

我们衡量这些距离,研究超新星,我们做的实验和哈伯从事的是一样的,但是我们测量非常遥远的星体,所以它们的光线需要经过几百万年才能到达地球。

这意味着,我们在研究宇宙的过去。所以我们所研究的对象都是4百万至8百万年前的。由于我们现在做的实验和哈伯所做的很类似,所以在比较现在的实验结果和之前的实验结果,我们发现宇宙的膨胀在加速。

记者:你们的项目从什么时候开始?项目中最大的挑战是什么?

施密特教授: 我们的项目从1994年开始,实验在2003年结束。

1994~1995年,我们的合作伙伴分布全球,在不同的时区来工作和生活,并且网络不通畅,非常慢。分享信息,让不同时区的人非常有效的一起来工作,这是非常富有挑战性的。

另外的挑战还包括怎样能够让实验本身运作和起到作用,发现那些遥远的爆炸的星体是有挑战的,分析数据也是富有挑战的,我们必须要能够像一个团体一样来合作,才能完成所有这些工作。

1995年,这些天文望远镜有了新的数码相机,这帮助我们分区块来研究太空,每一块大小就像一轮满月一样。但是电脑和网络的速度都非常慢,寻找星空中的超新星非常难,就像在一个大草堆中寻找一根针一样难,每250年,在一个普通星系中,才有出现一次的频率。我们在千万个图像中筛选才能找到一个目标,而每当我们找到一个目标后,必须要确认,这就是我们所要的合适研究对象。

记者:这个小组是不同地方的人来完成这个项目的不同部分?

施密特教授:我们的小组成员来自世界各地,他们有来自美国、德国、智利等各个地方。

我们所有人拥有不用领域的专业知识,有几位会做监督工作,这样可以确保我们都不会犯错;有的专门从事发现超新星的工作;有的分析超新星的数据;有的用分析的数据和宇宙模型来比较,这用于理解我们的宇宙是怎么膨胀的;有的研究光谱,这帮助理解宇宙逐渐拉伸了多少。不同的人在不同项目的不同方面努力,但同时,彼此的工作之间,又有一些重合。

这巨大的工作量远超过一个人所能为,同时所需要的博大的专业知识亦非一人所能。所以,团队合作是非常关键的。

记者:你们是如何共同来工作的?

施密特教授:我们最主要是使用Email来一起工作沟通,也有电话,每年我们会见面一次开会。一部分人,见面更频繁一些。

这巨大的工作量远超过一个人所能为。同时所需要的博大的专业知识亦非一人所能。所以,团队合作是非常关键的。

我尝试用电话和Email交替进行沟通,但是挑战非常之大。我想如果我们不能继续去发现和研究什么的话,我们的项目就可能从此终止。在最后时刻,我们讨论了一颗叫做“1995k”的超新星,这是当时被探测到的最遥远的一颗超级新星。这样我们的项目得以开始和延续,最后取得了很大的成功。

记者:请介绍这个过程中令人激动和有趣的事情。

施密特教授:这是我们第一次寻找超新星,这非常令人激动的。 我刚刚搬到澳大利亚居住,和智利的朋友们一起来讨论如何使用我写的软件来发现新体,但是这是从未使用过的。澳大利和智利之间的网络连接速度当时糟极了。传输速度大约是一秒钟一个字。

如果我们不能合作得很好,就不会有今天的成功。我们必须要求每一个人思考和向同一个方向来工作。

记者:宇宙在加速膨胀,那么这个后果是什么呢?

施密特教授:宇宙看起来会继续加速膨胀,越膨胀,暗能量越多。暗能量将和宇宙一起开跑,这将使得宇宙膨胀越来越快,以至于使得光子无法从星系抵达地球了。 所以当我们在遥远的未来再看宇宙的时候,会完全是空的。因为在过去我们能够看到的都已膨胀,光的速度已无力可追及。

记者:这对于人类意味着什么呢?

施密特教授:我想这是任何人需要思考的问题……(如果继续下去),(看起来)至少现在人类没有方式能够阻止这一趋势。当然不排除未来有新的情况。

我们需要来认识这个宇宙,地球有超过40亿年的历史了,这是一个很长的时间。如果人类非常想继续探索和认识这个世界,慢慢会了解得越来越多。

记者:您对宇宙的认识是什么?

施密特教授:我研究宇宙到现在有20多年了,从我1989年读博士时开始的。对我而言,这就是人类的一个重要课题。

记者:获得诺贝尔奖对您的生活和工作,有什么影响?人们对你的态度有变化吗?

施密特教授: 获得诺贝尔奖是一件很大的事情,同时也意味着责任。我要保证继续作研究和继续高效多产。

“我希望我的生活不会因为诺贝尔奖有很多改变,我还是希望自己是一个科学家。”

周围的人对我的态度没有改变,获诺贝尔奖的当天,我还在教课,接下来还会继续教课。我希望和原来一样。获奖后,学生们看起来比较激动。

记者:听说您在一个农场里生活?

施密特教授:是的,我在美国的西部长大。我的父母在农场中长大的。暑假的时候,我很多时间都在农场里。虽然是澳大利亚的首都堪培拉,但是是一个郊外的环境,我非常喜欢这样的生活。你知道,农场里有马,还有养殖的鸡和袋鼠,我还有一个葡萄园……这对我来说,这一切是平衡生活的一部分。你可以在农场外工作,但在周末,我的注意力会从天文研究中稍微转移开,恢复正常的生活。

记者:是哪些因素令你获得成功?

施密特教授:对我而言,成功有部分因素是运气,也有天时和地利的因素。但是同任何事情一样,我工作非常努力,并且有一个非常平衡的生活,所以,我又能够有自己的视角,能够和一个小组的同事们非常有创建性的进行工作,这是非常重要的。并且,需要有优秀的技巧来回答问题,有时候愿意尝试和冒险,你知道,当你认为这是重要的事情,你需要去尝试,而你也知道并不一定会成功。失败是可以接受的。一方面,你可以准备一个预备的方案以防失败,另一个重要方面是不要过多的担心会失败。

我不仅仅是从事天文学的工作,我也做农场的事情,和孩子们呆在一起。我的年青求学年代,我还参加很多体育活动,是乐队的成员。如果时间允许,保证生活的多样性也是很重要的。

记者:您在农场的时候,主要是做什么呢?

施密特教授:我有我的葡萄园和酿酒厂,大部分时间花在这里,当然,你还要修剪草坪,杀死杂草,砍伐树木等等。在这个周末,我修理了屋顶…… 这些事情会让我忘掉那些担心,很快地完成一些事情,这会让你有成就感。这些对我都是重要的事情。

记者:哪些人对您的一生影响很大?

施密特教授:当然是我的父母,父亲是一位科学家,所以我对这些很熟悉。母亲主要教我如何和别人交流,如何和人相处,让别人感到愉快。我在小学、初中、高中时代都遇到了很好的老师。在亚历桑那大学,我碰到了一位很好的导师,他总是积极地鼓励和帮助我。当然还有我的博士导师……很多人帮助过我。

记者:您认为什么样的特质是非常重要的?

施密特教授:平衡、拥有面对挑战的能力、能够理解别人、从更广泛的角度来看待问题,不要害怕会失败。特别是当你和一个小组一起工作的时候,需要和别人合作,更需要理解别人。

记者:请描述一下自己是一个什么样的人?

施密特教授:我通常非常快乐,努力事事以积极态度对待。我不喜欢坐着,不喜欢非常懒散而漫不经心。我总是忙碌的在做一些事情。

我希望自己尽可能是个友好和积极向上的人。当然,和正常人的生活一样,我也有低落的时候。

问:您对年青人的建议?

施密特教授:年青的时候一定要努力,同时玩也是很重要的。不要总是做一件事情,你得出门,做一些运动,比如,登山,音乐。这也是很重要的事情,事业的成功需要生活的整个平衡。

(责任编辑:林诗远)

相关新闻
华风:我们可能已经被神包围
爱因斯坦玩完了吗?科学后进仍须努力!
换个角度重新认识生命(四)
揭开中共恶党打着科学旗号的真面目
如果您有新闻线索或资料给大纪元,请进入安全投稿爆料平台
评论