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這個時代，科學家乃至人類對宇宙有兩個最關心的問題，一是“在其他恒星周圍是否也有類似地球的行星？”，二是“暗物質到底是什麼？”

這兩個問題基于人類近一個世紀的宇宙探索之上，對于浩瀚無垠的宇宙來說，人類想要一探究竟，是一個不知道盡頭在何方的工作。

但這又有何妨，一直以來，人類對于頭上這片星空，這個宇宙都充滿着好奇，而探索宇宙也讓科學技術有了很大的飛躍，人類的認知也不斷提升。

正如洛克菲勒基金會主席雷蒙德所說：“宇宙的廣袤無垠絕非人類所能想象。但我們人類卻為一些事，把全部精力花在與同胞的争奪打鬥上。隻要用這台望遠鏡簡單地看上一眼，我們就會知道那些事根本微不足道。”

他口中的這台望遠鏡也就是這本書的主角帕洛馬天文台及其望遠鏡，科學家稱為“巨眼”，和主角相伴的還有一群卓越的擁有着無限好奇心的科學家們，他們有着超強的洞察力，技藝精湛，勇敢而富有創造力。他們經常互相競争，但也會相互合作，用畢生的精力推動着人類對宇宙的認知。

最近看了一本非常精彩的書《宇宙百年探索》，這本書不僅獨家記錄了天文學家在帕洛瑪天文台探索宇宙奧秘的科學曆程，更是向這群擁有探索宇宙偉大夢想的科學家們緻以崇高的敬意。

01 .

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宇宙的邊緣前哨

向探險者發出召喚

縱觀天文學的發展曆史，早期的威爾遜山天文台奠定了非常重要的基礎，而後來的帕洛瑪天文台的建立在後期的天文學發展中起到了非常關鍵的作用。

這裡不得不提到帕洛瑪天文台的創建人喬治·埃勒裡·海耳。他一生緻力于收集更多來自宇宙的光，先後四次主持建造了世界上最大的望遠鏡。

他先在家鄉芝加哥市附近，為葉凱天文台建造了以太40英寸折射望遠鏡，第一次打破了世界上最大望遠鏡的紀錄（至今仍是同類中的巨人）。

後來，海耳認識到自己犯了錯誤，當地位于五大湖區，經常霧氣騰騰，天氣狀況不佳，導緻這台望遠鏡一直處于閑置狀态。

他立刻離開五大湖區，來到了晴空萬裡、山巒起伏的加利福尼亞州南部。在靠近帕薩迪納市的山上建立了威爾遜山天文台，并為它建造了兩台反射望遠鏡。

1908年他先建了60英寸口徑的望遠鏡。九年後，他又建造了第二台名為胡克的100英寸望遠鏡。

其實，海耳心裡明白，要建造世界上最大的望遠鏡這項宏圖大業，絕不會止步于100英寸的胡克望遠鏡。他的夢想是有朝一日建造一台更大望遠鏡。

1928年，海耳在《時尚芭莎》上發表了一篇文章，裡面有一段：“宇宙的邊遠前哨，如同深埋的寶藏，自遠古以來，一直在向探險者發出召喚。”但遺憾的是，由于身體原因，他沒能看到他落成開光的那一天。

後來在洛克菲勒基金會的支持下，200英寸的望遠鏡在帕洛瑪山天文台安家落戶，媒體稱這個台龐然大物為“巨眼”。這台宏偉的壯觀的儀器吸引着天文學家來到這裡。

圖為：帕洛瑪天文台

而這個衆人眼中的“巨眼”帶着海耳探索宇宙的雄心，不負衆望地展開了以前未曾預料到的探索。它很快就成了蓬勃發展的射電天文學和紅外天文學的重要戰鬥夥伴，在認證伽馬射線暴和X射線暴的源頭并描述其特征的進程中發揮了關鍵作用。

這台大望遠鏡兌現了它的“承諾”，給天文學家和物理學家帶來希望，讓宇宙變得觸手可及。科學家們在熱切期盼的同時，也在籌劃着如何最好地探索宇宙的重大奧秘。

02 .

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兩大巨頭互相合作

出現驚人發現

在帕洛瑪天文台落成後，真正奠定天文台科學成就，對整個天文學研究事業起到關鍵影響作用的，是21世紀的一位瑞士籍物理學家弗裡茨·茲威基，他從蘇黎世聯邦理工學院獲得了X射線晶體學博士學位，後進入威爾遜山天文台進行工作。

他發現威爾遜山天文台的60英寸和100英寸望遠鏡視場較小，每次隻能拍到寥寥幾個星系，照這樣的進度，天文學家怎麼辦才能尋找到值得探究研究的天體呢？這個問題後來出現了轉機。

圖為：威爾遜山天文台

1929年，一位名叫伯恩哈德·沃爾德馬爾·施密特的光學儀器工程師發明了一件完美的工具。他找到了改正快速大視場反射鏡光學缺陷的辦法——在光束中插入一塊特殊校正玻璃闆。

他用此法制造了一台相機原型，這台樣機不僅能夠拍攝廣角圖像，而且成像清晰，即使在視場邊緣圖像也不會發生畸變。順利解決了茲威基看到的這些問題。

1950年初秋，威爾遜山天文台一位重要員工巴德前往帕洛瑪山，用200英寸望遠鏡為仙女座星系拍攝了第一張照片。圓頂裡有冰箱用來存放照相底片，底片上塗着一層對藍光敏感的感光乳劑。

巴德鐘愛觀測，對工作一絲不苟且技術超群。他隻在天氣條件最好的時候觀測，他甯肯讓這台世界上最大的望遠鏡閑等一晚上，也不願用它去看愛眨眼的小星星。

這次他選用光電管的測量結果去對比哈勃的造父變星的星等。光電測光的結果更加準确，由此推算出M31（仙女座星系）的距離，與哈勃通過造父變星推算出來的，相差兩倍！

圖為：仙女座星系

1952年在羅馬舉辦的國際天文學聯合會大會上，巴德将他的發現公之于衆，暢銷雜志和報紙紛紛報道此事，激發了公衆對宇宙的想象。

1958年，65歲的巴德辦完退休手續，不等自己的代表性巨作發表出來就去歐洲長途旅行了。斯沃普則繼續勤奮地測量着底片上記錄的光點，并把它們轉換成圖表和曲線。

但誰也沒想到，巴德再也無法回來了。

1960年，巴德因術後并發症去世，隻能由他的搭檔斯沃普獨立完成他們的項目。斯沃普帶着巴德的夢想盡全力把所有數據全部整理出來，還完成了巴德曾經希望由自己來做的事——對于分屬兩個星族的造父變星，找出它們各自的周光關系。

從20世紀50年代一直到70年代，天文學家看到可觀測宇宙盡頭的富星系團絕非易事，需要兩台望遠鏡緊密協作。

随着遙遠星系團的數據逐步累積，警報信号突然出現——被研究的星系團自身的一些性質竟然随時間的推移而不斷演化，之前科學家們試圖把星系作為研究工具所得出的數據出現了很大偏差。

其實，他們一直忽略了一個最最關鍵的因素——天體在不斷演化，然而這個演化效果會對宇宙學研究造成很大影響，足以讓備受追捧的宇宙學參數變得面目全非。把星系團當做工具去丈量宇宙就是死路一條，天文學家們對大批數據做過多輪檢查後，測光誤差仍然很大。

1999年，桑德奇回顧自己為了确定宇宙的幾何性質而辛苦奮鬥數十載的事業，把最後推算出來的宇宙曲率參數形容為“雞肋”。令人傷心的是，人們慢慢發現，星系團裡最亮的星系其實複雜莫測，桑德奇依靠傳統方法認識宇宙的努力最終歸于失敗。

這麼多年嘔心瀝血的天文觀測工作難道付諸東流了嗎？

但後來他們意識到，他和同行們為200英寸望遠鏡研發的強大設備和收集的星系團數據，對其他研究具有重要的價值。

宇宙學研究不再制作與把星系團當做研究工具，轉而把注意力放在了星系自身的演化上。這反倒為一個全新的研究領域——星系演化，打下了根基。

03 .

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向宇宙更深處探索

一場迷人又冒險之旅

1997年5月8日，加州理工學院的天文學教授喬治·喬爾格夫斯基正在與學生們用200英寸望遠鏡觀測。射電天文學家戴爾突然接到一個電話說，新發現一個伽馬射線暴。

天文學家目前認為，伽馬射線暴的光學餘晖是電子在盤旋落入激波驅動的磁場時，發出的同步回旋輻射。伽馬射線暴發生後，立即出現一堆狹長噴流，朝着彼此想對的方向噴湧而出。這些噴流的速度接近光速，不出幾秒鐘就擊穿恒星外層，把恒星内部的物質抛擲到宇宙空間。

圖為：伽馬射線暴

星系盤中的大質量恒星在垂死掙紮中會引發伽馬射線暴，讓天文學家可以借這個寶貴機會一瞥恒星形成區的物理環境——宇宙中金屬的産生。

于是，天文學家把探索的目光從發光天梯轉向了吸光物質，從此一腳踏入更深遠的早期宇宙。但由于星系際氣體非常稀薄，想要探測他們發出的微弱的光芒非常困難，但探測勢在必行：宇宙演化的大部分曆史就保留在錯綜複雜、内容豐富的宇宙網狀結構裡。宇宙網中遍布原初氣體。氣體吸積、冷卻、凝聚成恒星和星系。後者又發出輻射，突出富含金屬的物質碎屑。

于是，宇宙網就有了雙重功能——既是取之不盡、用之不竭的重子礦脈，也是存放輻射和金屬物質的倉庫。

到了20世紀，有2個問題在天文學家的腦海中揮之不去。

第一個問題：在其他恒星周圍是否也有類似地球的行星？

第二個問題：暗物質到底是什麼？

茲威基對後發星系團裡單個星系的運動速度進行分析後驚奇地發現，星系們跑得太快，星系團早就該四分五裂了。但星系團似乎一直安然無恙，所以必有某種物質在約束着星系，讓它們緊緊地抱成一團。他考慮了各種解釋，最後提出星系團裡一定有許多不發光的“暗物質”，充當着引力粘合劑。

雖然無法直接觀測到，但茲威基推斷，要想解釋自己的觀測結果，除了暗物質，不可能是其他東西。

很多人開始紛紛猜測暗物質到底是什麼。有人說是鑽石，有人說是磚塊，甚至還有人說是星系暈中幾千萬億個極小的黑洞。但都無法給出定論。

随着天文觀測的發展，原本要尋找暗物質，卻演變成尋找系外行星。年複一年地搜尋帶來日益豐碩的成果。就這樣，新技術解鎖了更弱、更細微的信号。事情往往就是如此，研究團隊原本向着一個目标大步邁進，後來卻發展成一場向着意想不到的目的地不斷前行的接力賽。

20世紀30年代對“暗物質”本質的探索，讓天文學家見識到宇宙中最明亮的天文現象。在這個穿插交織着科學發現的故事裡，科學家們本想弄清楚暗物質（這種神秘物質維持着星系的穩定，讓它不至于四分五裂）的特性，為此大力發展觀測技術，就為了去明亮的地方尋找暗淡的東西。

沒想到，他們沒找到暗物質，卻找到了褐矮星，還開發出搜尋系外行星的技術。找到系外行星，并最終研發出尋找類地行星所需的高分辨率一起。

圖為：褐矮星

這股強烈的欲望驅使着他們對全天展開快速、深度的巡測。日益完善的探測設備、計算機以及數據分析工具讓這些巡天觀測成為可能。

通過這些觀測，天文學家最近已找到數千顆系外行星，還看到了越來越多難得一見的天文現象。這些數據有助于天體物理學家去探尋宇宙的起源。

其實，除了宇宙觀測本身，和觀測帶來的巨大數據量，我們也看到了這些天文學家們日常工作的縮影：面對着一個完全未知的世界，他們帶着極大的熱情，在漆黑的夜晚，與望遠鏡作伴，聞着機油氣味，站在環繞圓頂的通道上仰望星空。在他們眼中，在帕洛瑪天文台觀測猶如“一場盛大浪漫的冒險”。

他們就這樣一步一步帶着人類走出太陽系，走出銀河系、到達恒星、星系、星系團，直到宇宙的最深處。

他們會面臨種種挑戰、會陷入僵局，但依然懷着對宇宙的憧憬向往，和為了人類認知的變革，選擇孤獨地站在這座“天文孤島”上，為人類開啟宇宙探索的美好時代，可以說，他們的才智、勇氣和浩瀚無垠的宇宙一樣引人入勝。

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