【經典書摘】黑洞捕手 台灣參與史上 第一張黑洞照片的故事

撰文/陳明堂
圖片提供/天下文化

類與生俱來的好奇心與不安全感,促使我們不斷追尋真相;這讓我想起童年時,既興奮又害怕地去墓仔埔大冒險。好奇和不安全感是一體兩面,大概也是我拓展知識的最大動力。

浩瀚星空

二○一九年四月十日,全球連線公布了世界第一張黑洞影像。這是人類科學發展的一件歷史性大事。這一刻、這一張照片會被收錄在世界歷史中。

這張黑洞影像也是台灣科學界的一件大事。因為台灣的科學家、工程師、學界,和工業界,在這件大事上,不只是參與其中,更是扮演非常重要的角色。台灣的科學與工程團隊是這張影像的主要推手。

你說:「真的嗎?怎麼從來沒有聽過?台灣的天文研究有這麼強嗎?」

真的。你應該聽過。我們的天文研究世界一流。

台灣在一九九五年決定參加世界第一座「次毫米波陣列」的建造計畫,這個消息上過報紙。二○○三年陣列完成的時候,台灣的報紙和電視都曾經宣揚過一陣。二○○六年,我們完成「阿米巴陣列」,同年加入「阿爾瑪陣列」的建造工作都讓台灣的天文界風光過幾天。二○一一年,我們爭取到「阿爾瑪」原型機的消息,還上過《自然》科學雜誌呢。二○一二年,我們完成「阿爾瑪陣列」的建造工作,那是世界性的消息。二○一五年,歐洲南天天文台台長,曾經專程來拜訪台灣的天文學家,想要知道台灣的天文學家,是如何撐起「東亞天文台」和如何運轉麥斯威爾望遠鏡。

當然,還有二○一七年五月的格陵蘭望遠鏡落成記者發表會,和電視上「聚焦格陵蘭」的精采影片。

次毫米波陣列、阿爾瑪陣列、麥斯威爾望遠鏡,這些都是多國合作的天文儀器。這些國家中的天文學家,如果對黑洞研究有興趣的話,都可以參與這次的全球黑洞觀測計畫。但是我們不一樣,台灣不僅有科學家參與此次歷史性的研究,台灣團隊在這次的觀測中,還掌握了次毫米波陣列、阿爾瑪陣列、麥斯威爾望遠鏡、格陵蘭望遠鏡的運轉。

這也是為什麼在整個國際黑洞團隊中的十三席董事成員,中研院就占了兩席。我們有舉足輕重的地位。

這種地位當然不是三、五年的努力就可以達到的。在一段長達四分之一世紀的過程,幾個深具遠見的天文學家聚集在台灣,號召了一群氣味相投的專業同仁,在台灣長時間的耕耘,開創研究環境,開墾出一片科研的沃土;在國際上,更是開疆拓土,在幾個陌生的國度中,蓽路藍縷,開創出的成果。至今一座世界性的舞台已經架起,讓在台灣這片土地上對天文研究感興趣的人們,更有機會能夠在世界上發光發亮。

時間太久了,難怪你的記憶模糊。但是若無如此長久耕耘,又如何能夠在世界科學界出人頭地呢?

科學成就的話語權

在這段非常長期的時空道路中,一群由各國人士組成的科學工程團隊,雖然其中至少有一半的人員,不是在台灣出生,但是因緣際會,聚集在這塊土地上,完成這件台灣科學史上空前的成就。這個團隊聚集在台灣,有些成員已經一起工作超過二十年。黑洞影像是由這群人,在過往二十幾年,立足台灣,奔走世界各地,在不同時空裡的故事,層層疊加之後,所淬煉的結晶。

你說:「真的嗎?台灣這麼強嗎?為什麼總是聽到美國人在得獎呢?」

這就跟話語權有關係了。對於這件科學歷史大事的成就,每個出資讓天文學家研究黑洞的國家,無不大大地頌揚本國科學成就。這是科學贊助單位必然的舉動,以表揚國家在追求科學知識上的眼光與基礎科學的能力,彰顯國家高人一等的地位。以美國國科會和史密松博物館(這次參與黑洞計畫的主要美國單位)的規模和資源,他們對美國的天文學家的表揚能力,那是台灣的機構與媒體,望塵莫及的。也由於這個不可避免的因素,讓我們這個小國寡民的科學成就,很容易的被國際媒體給掩蓋掉。

這是為什麼我必須把過去這段故事說出來、寫下來,講講幾個關於這群台灣團隊如何完成這件歷史事件的經歷。這些故事有一部分是關於早期的中研院天文所從零開始,如何招兵買馬、訪賢任能,組織起一群優秀的國際團隊,在台灣創造出一座國際性的天文研究的舞台;也有一部分的故事是關於台灣的科學家如何在國際之間,合縱連橫,爭取對台灣科學研究,最佳的位置;更有一些故事是敘述我們的足跡,如何從亞熱帶的台灣、到熱帶夏威夷火山的熔岩管(Lava Tube),然後穿越到智利安第斯山的鹽水湖,再跨越到北極因紐特人的冰原、鑽進格陵蘭的冰河。那可是火裡來、冰裡去的歷練。最後,故事會帶到這本書的主角——格陵蘭望遠鏡。

格陵蘭望遠鏡的由來是經由一連串的國際科學界角力,才讓美國國科會願意將一座價值高達一千五百萬美元的電波望遠鏡,贈予台灣團隊使用。台灣工程團隊藉由過去數十年的技術經驗累積,才能夠在短短的幾年時間,將它改頭換面,改造成為適合在極地酷寒環境下運轉的電波望遠鏡。而就在儀器就緒,準備前往格陵蘭之前,我們幾乎跟美國的合作夥伴分道揚鑣;還有,為了要趕上一年一次的船運,將望遠鏡一路從新墨西哥、有如「玩命快遞」般的,運往格陵蘭的圖勒空軍基地。

格陵蘭的工作經歷是非常獨特的。雖然位在酷寒的極區,那裡是個野生動物比人多的地方;工程師在永晝的日子搭建望遠鏡,好讓天文學家在永夜的晚上測試觀測功能;在零下三十度的戶外趕工,為了是能夠在約定的時間,一同與智利、亞利桑,南極,以及夏威夷的天文台共同觀測。而我們竟然做到了,特別是在二○一六年的夏天到二○一七年底,這十八個月期間,我的團隊將一台幾乎是全新的電波望遠鏡,在格陵蘭的極地中,架設成功,並且開始科學運作,參與二○一八年的黑洞觀測。

~更多詳細內容請參閱經典雜誌~


[Not a valid template]↑ 高海拔、沒有光害、方便到達,讓夏威夷的毛納基亞火山,成為全球最重要的天文研究場所。圖為次毫米波陣列。
[Not a valid template]↑ 「天文,讓人們朝共同一個方向看。」史密松國家航空太空博物館舉辦的慶祝晚會。

~更多詳細內容請參閱經典雜誌~

相關文章

發表迴響

你的電子郵件位址並不會被公開。 必要欄位標記為 *