【邵逸夫奖】冷冰冰仪器「看穿」黑漆漆宇宙

2018-10-01 18:32:13  阅读 8 次 评论 0 条
■大爆炸之后经历了4亿年黑暗时代,之后才逐渐形成恒星,了解黑暗时代对揭开宇宙恒星形成之谜至关重要。 网上图片
■大爆炸之后经历了4亿年黑暗时代,之后才逐渐形成恒星,了解黑暗时代对揭开宇宙恒星形成之谜至关重要。 网上图片

  製巡天者蒐星尘红外线 法籍科学家「考古」银河「无星时代」

  宇宙大爆炸后第一批恒星诞生前所经历长达4亿年的「黑暗时代(Dark Ages)」,是人类揭示恒星形成之谜的巨大阻碍。那里伸手不见五指完全没有可见光,究竟如何才能探测到这早期宇宙发生了什幺事?这一困扰天文界的难题,终于在法国籍科学家尚-卢.普吉团队的努力下揭开面纱。他与团队製造了具有最高灵敏度的「普朗克巡天者(Planck)」,透过探测宇宙红外线背景描绘了迄今为止最精準的全天微波背景辐射,为了解宇宙起源的大爆炸提供新视角,亦为其他宇宙学观测提供了框架。 ■香港文汇报记者 柴婧

  尚-卢.普吉为法国国家科学研究中心及法国巴黎第十一大学奥赛太空天体物理研究所研究员,暨欧洲太空总署普朗克计划高频仪器 (HFI) 首席研究员,其有关宇宙探索的贡献,让他成为今届邵逸夫奖天文学奖得主,备受肯定。

  大爆炸被视为宇宙的起源,但由大爆炸进展至与现时类似、太空中遍布闪闪星星与星系的面貌,却经历漫长而神秘的过程,在首4亿年的「黑暗时代」过后,宇宙中才出现第一批恒星,发出第一线光。而有关「黑暗时代」的探测,一直是科学家的重大挑战。

  没有可见光,尚-卢.普吉及其团队便从人眼看不到的红外线入手。事实上银河中的星尘均会发出红外线,天文学家可以透过波长分析其温度,从而了解宇宙大爆炸。不过,由于地球上处处充斥红外辐射,对探测干扰极大;另外红外探测器也要保持极低温度,仪器灵敏度才会愈高,若将探测器发射到太空,如何让它亦接近宇宙最低温度绝对零度(absolute zero)(-273.15℃)以确保探测数据的精準,又是一个难以克服的课题。

  暂世界唯一达-273℃探测器

  尚-卢.普吉及团队于欧洲太空总署普朗克计划下,发展针对有关问题的高频仪器,他们所製造的「普朗克巡天者」成功做到接近「绝对零度」,确保具备极高灵敏度,直言对此引以为傲,「它是目前世界上唯一一个可以达到-273℃的探测器。」

  稀土「保温」 太阳能板截热

  他续指,製造过程中最难的就是让探测器保持冷冻,「要达到距离地球300万公里的地方,还要规避太阳温度的影响,真是个很大的挑战。」他的团队创新地混合两种稀土包裹住探测器,令温度不能改变,又设置一个太阳能板一直朝太阳方向拦截温度。

  「普朗克巡天者」进入太空,让人类「看」到非可见光的「宇宙红外背景」,并首次成功量度以往只能从理论计算出来的宇宙结构,令尚-卢.普吉感到兴奋不已。

  今年71岁的尚-卢.普吉癡迷于科学和哲学性兼备的问题,他希望探索宇宙的起源、行星和恒星如何形成、生命之源,甚至意识之源。他倾尽一生的心血,带领了团队发现宇宙红外背景辐射、并且提出星际物质含有碳氢分子,提升我们对宇宙学的认识。

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