天文學(xué)：靜聽宇宙的聲音

周彥君

本文主角：天文學(xué)

專業(yè)類別：天文學(xué)類

適合人群：物理、數(shù)學(xué)成績較好，有較強的數(shù)理功底和邏輯分析能力，對計算機編程知識有一定興趣的同學(xué)

選科要求：2023年新高考，必選物理，極少部分院校要求再選化學(xué)；2024年新高考，必選物理和化學(xué)；2023年老高考，僅招理科考生

電視劇《三體》的余熱還未散去，又到一年畢業(yè)季，“心懷宇宙邀星漢，敢以數(shù)理定乾坤”的迎新橫幅猶在眼前，恍惚間，一個個春夏秋冬卻已在指縫中悄悄溜走。夙興夜寐的高中時代，教學(xué)樓廢置的圓頂，幾本磨毛了皮的《天文學(xué)新概論》《通俗天文學(xué)》，幾乎撐起了我對星空的全部想象。那時尚還懵懂的我，“巧合”地來到了南京大學(xué)的天文學(xué)專業(yè)。

所學(xué)皆有用：尋找知識的黏合劑

大學(xué)里應(yīng)該怎么學(xué)？初入學(xué)時的我一時半會還領(lǐng)悟不到，這種新鮮感里摻雜著緊張與不安。唯知道教大學(xué)物理的老師講課天馬行空，前一句剛講到滑塊小車，后一句就飛到了宇宙和暗物質(zhì)的深淵。一節(jié)課上他信馬由韁，經(jīng)典物理、理論數(shù)學(xué)、研究前沿，殺個七進七出，胖乎乎的光頭大放異彩。我只能跟在后面，丟盔棄甲，氣喘吁吁。

直到高中所學(xué)的知識一點點在大學(xué)里派上用場：一個觀測項目不過是一道超長的物理題，一篇論文不過是生詞較多的閱讀理解；Excel也可以用來處理數(shù)據(jù)，Power Point也可以用來作圖；畫像素小人的幾行代碼，同樣也可以繪制恒星分布。到后來，聽空間天氣學(xué)報告，分析抄錄NASA官網(wǎng)發(fā)布的監(jiān)測數(shù)據(jù)；天體力學(xué)作業(yè)里，畫太陽系天體的龐加萊截面；量子力學(xué)考試上，壓軸題不是習(xí)題冊上為湊難度而編造的題目，而是石墨晶體研究中的真實計算。

望遠星空，憧憬與希冀

天文與空間科學(xué)學(xué)院在學(xué)生的學(xué)習(xí)引導(dǎo)方面可算是煞費苦心，不僅專門請了國內(nèi)最有名的天文學(xué)家輪番開講座，學(xué)期末還組織了一次到上海天文臺的訪問活動。最震撼的當(dāng)屬目睹射電望遠鏡——直徑65米的“天馬”屹立在曠野上，頂天立地，雄姿英發(fā)。那時“嫦娥”剛剛奔月，這臺望遠鏡肩負追蹤軌道的重任。機房里十幾立方米大小的機箱隆隆作響，指示燈像科幻電影里一樣閃個不停。

還有一次，我們拜訪了孝陵衛(wèi)的中國首座太陽塔，美麗的建筑形似古堡，由方成院士當(dāng)年一手促成。光束從塔頂射入，穿過十幾面透鏡，凝成漆黑暗室里一道鮮亮的彩虹。那座億兆噸的核熔爐中心一千年前迸發(fā)的電磁輻射，經(jīng)過高空液態(tài)晶體中絢麗的散射，最終被我們小小的成像儀器捕獲。那個瞬間，我仿佛感到一股電流在心底涌動。用卡爾·薩根的話來說：“Wow，I thought，‘This is it！ I'm hooked！”

跋涉光年里，靜聽宇宙的聲音

大二時我們上觀測課，常常在天文臺里熬夜到凌晨兩三點。這座全國設(shè)備最好的教學(xué)天文臺，矗立在校園制高點，隨處都能一眼瞥見。每次晚霞赤紅漫天，遠望天際線，都能看到山尖的圓頂閃著動人的金輝。深秋的夜晚清澈而寒冷，從后山俯瞰，厚重的夜色包裹著校園。幾噸重的卡塞格林望遠鏡與頭頂只有一層地板之隔。只要輕聲呼吸，就能聽到它追蹤天體時電機旋轉(zhuǎn)的嗡嗡聲。我們每每只能喝苦咖啡壓住睡意，掐著表猛抄電腦上的數(shù)據(jù)，直到幾百光年外的恒星，一顆一顆變成屏幕上清晰的照片。

學(xué)校里的天文愛好者社團還會組織放映《超時空接觸》的露天電影，電影中新墨西哥州的VLA（甚大天線陣）陣列整齊劃一，荒原大漠上長風(fēng)獵獵，科學(xué)家們英姿颯爽。雖然只是科幻作品，對我們來說，卻好像真切地看見自己十幾年后的職業(yè)生涯。我急切地憧憬著有朝一日能真正投身科研之中。

在“回聲”中，前進！

記得在黑洞照片發(fā)布會之前，導(dǎo)師就給了我一張半成品的黑洞照片。那時候最終處理方案還未確定，橘紅色的光環(huán)和終稿還略有差別。我們的課題與黑洞密切相關(guān)，依靠這張照片上視界半徑的長短，或許就能顛覆人類沿用百年的廣義相對論。EHT（事件視界望遠鏡）的官網(wǎng)上寫著“In an echo”。一百年前，愛丁頓用一張日食照片證實了廣義相對論，讓他和愛因斯坦一炮而紅。一百年后，我們站在巨人肩膀上，攜崛起的國力與新的愿景，希望能再現(xiàn)百年前的偉業(yè)。