25年前,一位默默無聞、剛入行的天文學家面帶微笑地站在我的辦公室裡。她帶著一個離譜的要求——實際上是命令——要求我的團隊修改我們經過詳盡測試的軟體,讓我們的最重要的、需求量最大的科學儀器做一些它從未被設計用來做的事情,並冒著損壞它的風險。這一切都是為了進行一項基本上是浪費時間且不可能完成的實驗——證明一個巨大的黑洞潛伏在我們的銀河系中心。
面對她開朗但堅定的決心,我最初的“沒門”(也許我用了更強烈的表達)逐漸讓步。這是我第一次遇到安德烈婭·蓋茲這種自然之力,她是2020年諾貝爾物理學獎的三位獲獎者之一,她的工作是為銀河系中心存在質量為太陽四百萬倍的超大質量黑洞提供確鑿的實驗證據。
這種決心和承擔經過計算的風險的意願一直是安德烈婭的特點。25年來,她幾乎完全專注於人馬座A*——我們本地超大質量黑洞的名字。值得注意的是,在過去的四分之一個世紀裡,一個完整的研究領域已經發展起來——尋找並發現證據證明這些怪物潛伏在每個大型星系的中心。而安德烈婭無疑是這一探索的偉大先驅之一。
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安德烈婭的共同獲獎者萊因哈德·根澤爾從一開始就參與了同一項研究,正是他們的兩個團隊——每個團隊都由一位傑出的知識分子領導,並使用位於兩個不同半球的兩個不同天文臺——將天文學帶到了這個非凡的成果:證實了愛因斯坦一個多世紀前提出的廣義相對論的又一個預言。
與許多科學領域一樣,競爭非常激烈,有時甚至殘酷,但正是在這種競爭中,鍛造出了一個不可動搖的結果,這個結果在一個多世紀的時間裡經過了反覆的測試和再測試。而競爭的核心是兩位同事,都是偉大的天文學家,他們的工作不僅由科學本身定義,也由幾乎完美地適用於這項精確科學事業的望遠鏡和儀器的可用性定義。
安德烈婭在夏威夷莫納克亞山頂的W. M. 凱克天文臺雙子望遠鏡上完成了她的工作,那裡空氣平靜而晴朗,海拔近14000英尺,位於太平洋之上。她開始使用凱克天文臺近紅外相機(NIRC)上除錯的第一臺儀器,現在這臺儀器裝飾著我們總部的門廳。NIRC從沒被設計用來做安德烈婭需要做的事情——超快速的影像讀出,然後重新堆疊結果以消除大氣湍流的影響。但她不肯被拒絕——我們做了修改。它奏效了!理解資料極其困難且耗時,但安德烈婭堅持了下來。
努力的結果是,首次出現了恆星繞黑洞執行的證據——而不僅僅是暗示。這是一個了不起的結果,但離完全證實還差得很遠。大約在那個時候,一種新技術,自適應光學(AO),正在世界各地的望遠鏡上安裝。凱克天文臺是最早配備這種最強大天文臺之一的天文臺——結果令人震驚。毫不奇怪:安德烈婭立即轉而使用AO進行她的工作。她總是追求更高的效能和更強大的功能——凱克天文臺的科學家和工程師以及我們的儀器製造者社群做出了回應。這種對更高和更強大的追求,以及隨之而來的科學回報,幫助AO成為了今天如此強大的工具。
安德烈婭喜歡指出,她成功的原因之一是天文學家的需求與響應挑戰的工程師之間的這種緊密而快速的迴圈。在某種程度上讓人想起數學和物理學之間的緊密協同作用,科學問題催生新技術,新技術催生新科學。安德烈婭一直處於這種良性迴圈的最前沿,是“我們可以做得更多”的熱情倡導者。
安德烈婭是一位偉大的科學家;她不僅做科學研究,還塑造事件使其成為可能。除了做研究,她還建立了加州大學洛杉磯分校銀河中心小組,以協調研究和技術發展。她還將她的熱情和追逐的刺激感灌輸給了一批研究生和博士後研究員。毫不誇張地說,安德烈婭親自激勵了各地有抱負的科學家,她為能力、毅力和奉獻精神可以取得的成就樹立了榜樣。
今天,安德烈婭因其成就而站在科學認可的頂峰。但正如她會第一個承認的那樣,這場勝利代表了眾多人的共同努力。從無與倫比的阿爾伯特·愛因斯坦的理論預測,到那些有遠見建造我們簡單地稱之為“望遠鏡”的令人驚歎的複雜機器的人,到那些在地球上最佳地點為這項研究建立站點的人,到那些構思和建造儀器並執行操作的人,再到進行研究的科學團隊——所有這些都是必不可少的,是數千人工作的產物。
但最終,有一個人提出了這項研究的想法。有一個人有膽量提出它,有一個人有決心、毅力和專注力來實現它,不為所有說這是浪費時間的人所動搖。這個人是我的朋友和長期同事,那個拒絕接受“不”的答案,甚至可能在她的詞彙裡都沒有“不”這個詞的人:安德烈婭·蓋茲,2020年諾貝爾物理學獎的獲得者。
