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【黑洞照片一週年】證明黑洞存在,然後呢?幕後功臣陳明堂這樣說

文 / 一流人    
2020-04-24
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【黑洞照片一週年】證明黑洞存在,然後呢?幕後功臣陳明堂這樣說
首張黑洞照片。取自EHT Collaboration
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編按:
2019年4月10日,全球六地(布魯塞爾、聖地亞哥、上海、 台北、東京和華盛頓)聯合召開新聞發布會,公布首張黑洞照片。中研院領軍的台灣望遠鏡建築團隊,是這次全球黑洞攝影計畫的關鍵推手。25年來,他們面對著氣候的嚴酷、離鄉背井的孤獨,與國際政治的凜冽……他們建築的,不是望遠鏡,而是智慧的天梯,把宇宙的真相帶到人類眼前。(本文摘自《黑洞捕手》一書,以下為摘文。)

科學家們拍到了照片,或許證明了黑洞真實存在於宇宙當中,不再只是科幻小說的情節。或許有人會問:「是啊!黑洞存在被證實了,那又如何呢?」畢竟M87的超大質量黑洞距離我們5,500萬光年,離我們實在太遙遠,在我們有限的知識理解範圍,這麼長的距離完全淡化了它對我們的任何影響,所以覺得這跟人類一點關係都沒有。

知識演變成實際應用的轉換過程往往並不是那麼的直接,每一項發現不是都能像電晶體一樣,能夠立刻應用在日常生活中。例如,當發現DNA雙螺旋結構的當下,科學家並不覺得這對未來有何用處。黑洞或許在當下看不到任何用處,說不定未來也不會對人類社會有任何的影響,但是它的存在再次驗證愛因斯坦的天才之處,告訴我們廣義相對論在宇宙的極端狀況下依然正確。

這是一塊人類智慧成長的奠基石,也是在人類的知識拼圖中,填補了一塊找尋了百年的重要圖塊,讓我們接下來在探索宇宙、追求新知識的過程中,增加無比的信心。

但這張模糊的照片只是個開端,之後還會有更多探索未知的研究繼續往前走,繼續照亮人類的知識長廊。台灣也因為這張照片,向世人宣告了我們的實力。在黑洞影像公布之前,丹麥的天文學家就對格陵蘭望遠鏡非常感興趣,所以賀曾樸特別飛到哥本哈根,與我們的丹麥夥伴一起公布黑洞成果,順便跟丹麥波耳學院談接下來格陵蘭望遠鏡的合作計畫。

圖13-2 2019年4月10日,賀曾樸參與哥本哈根的現場直播。圖/圖13-2 2019年4月10日,賀曾樸參與哥本哈根的現場直播。

長久以來,格陵蘭這塊土地就如同丹麥的試驗地。丹麥的科學家對於格陵蘭的人文、地理、氣候、環境有著深入的研究和豐富的知識,特別是如何在格陵蘭的冰原上架設工作站,來採集冰層中的冰核。我們想要借重他們在冰原上開發工作站的長足經驗,以及經營研究團隊的技巧與能力,也期待跟他們的天文學家,一起使用格陵蘭望遠鏡,共同進行天文學上的研究。

這正是科學工作的基本精神:合作和共享,一起解決人類所面對的問題。這是雙贏的科學探索,並且在世界政治的舞台上,台灣可添增一位盟國。

接下來幾年我們就會把格陵蘭望遠鏡搬往更北邊的峰頂觀測站,那裡的氣溫比圖勒更低,既沒有穩固的地基,也沒有豐盛的食物,有的只是未知的挑戰。但我們樂觀以待,正如蔡英文總統在2019年雙十國慶的致詞結語:

當我們可以上太空,可以看見5,500萬光年外的黑洞,那麼,眼前還有什麼挑戰,是我們沒有勇氣面對的?

科學界的奧斯卡獎

2019年9月,EHT計畫團隊因拍到史上第一張黑洞影像而獲得2020年基礎物理突破獎。不知道誰開始起的鬨,說這個獎有「科學界奧斯卡獎」之美譽,讓我們每個人都有走紅毯那種飄飄然的感覺。

中央研究院的新聞稿是這樣寫的:

科學界知名的「突破獎基金會」(Breakthrough Prize)近日宣布,2020年度的「基礎物理獎」頒發給「事件視界望遠鏡合作計畫」(The EHT Collaboration)的347位成員,高達300萬美金的獎金由全員均分︒本院天文及天文物理研究所是事件視界望遠鏡計畫重要成員,在347位獲獎者中有53位為本院天文所格陵蘭望遠鏡計畫現職或前任同事,比例超過15%,凸顯出台灣在此項成果中的分量︒
EHT計畫團隊本次因獲取史上第一張黑洞影像而獲獎︒評審團認為其成就意義非凡,首先,所有望遠鏡收到的訊號,須先藉由原子鐘精確計時以同步整合,進而形成相當於地球大小的一座虛擬望遠鏡,此時才有足夠的解析力看到黑洞︒此外,這張M87星系中心超大黑洞的影像,後續還經過大量分析︑特殊演算程式開發等新穎技術,最後才顯示出一圈亮環,標記著光在繞著黑洞旋轉的位置,亮環中的那塊暗黑,代表著即使是光也無法從中逃離的黑洞重力區,黑洞暗影,正與愛因斯坦廣義相對論的預測完美相符︒

哇,原來我們真的得到一個超級大獎,還有一筆獎金,平分給我們共同發表研究論文的作者。

在突破獎的英文網頁中列出了全部的得獎人名,也就是六篇論文的作者。EHT團隊在《天文物理期刊快報》發表了六篇科學論文,詳細敘述獲取這次M87*影像成果所採用的方法、儀器、資料蒐集、處理、分析,如何從分析過的資料產生影像,以及影像的真實度跟理論的比較,還有結論。

EHT的團隊名單列了325名作者。其中,中研院天文所領導的團隊人員有53位,主要貢獻除了參與這幾篇論文的資料取得、分析、科學論證以外,還有參與了格陵蘭望遠鏡的架設。如果我們在2017年沒有完成格陵蘭望遠鏡,在2018年EHT「觀測彩排」中沒有順利和阿爾瑪陣列連線,並加入4月的觀測,這次台灣團隊列名作者的人數,勢必會大打折扣。

我原本以為這六篇文章,只能多少為中研院和台灣的基礎研究的「影響指數」加上一些些分數,沒想到它們還能讓我們得獎。這對那些參與台灣團隊、在基層將理念化作實際的工作夥伴們,是一種鼓勵,也是一種認同,在我過往30年的研究生涯中,絕無僅有。

「天大的事」之所以「天大」,除了因為它在科學上的重要性,更因為它代表了數百位、來自世界各國的專業人士,他們對「追尋真理」的投入與犧牲。

我很榮幸我是黑洞影像團隊的一分子。

本文節錄自:《黑洞捕手:台灣參與史上第一張黑洞照片的故事》一書,陳明堂著,天 下文化出版。圖/本文節錄自:《黑洞捕手:台灣參與史上第一張黑洞照片的故事》一書,陳明堂著,天 下文化出版。

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