在清华大学著名的“人文清华讲坛”上,天文系副主任蔡峥教授带来了一场关于宇宙探索的深刻演讲,引领听众穿越时空,探索宇宙的奥秘。
蔡峥,作为深空技术中心副主任,其研究成果在国际上享有盛誉,多次发表于Science、Nature Astronomy等顶级科学期刊。他曾荣获第六届“科学探索奖”及清华大学学术新人奖,其学术贡献也被评为清华大学最受师生关注的十大亮点成果之一。
演讲中,蔡峥首先回顾了人类对宇宙的探索历程。从古埃及人根据天狼星制定太阳历,到古巴比伦人划分黄道带为十二星座,再到中国山西陶寺遗址发现的4000多年前的观象台,人类对宇宙的好奇与探索从未停歇。从张衡的浑天仪到郭守敬的《授时历》,中国的天文观测历史同样源远流长。
进入近代,随着望远镜的发明与改进,人类对宇宙的认识发生了质的飞跃。伽利略用自制望远镜发现了太阳自转、木星的卫星等重要现象,牛顿发明了反射式望远镜,这些成就不仅推动了天文学的发展,也启发了第一次工业革命。
现代宇宙学的研究则始于爱因斯坦提出广义相对论。哈勃通过观测河外星系,首次发现宇宙膨胀,为大爆炸理论提供了重要证据。随后的宇宙微波背景辐射、大规模星系巡天等发现,揭示了宇宙中暗物质与暗能量的存在。
蔡峥强调,观察宇宙不仅是为了增进人类的知识与技术,更涉及空天领域、国家安全、经济发展等多个方面。例如,CCD的发明不仅改变了摄影技术,也对人工智能的发展产生了重要影响。WiFi技术则是在探索霍金辐射中研发出来的。天文学的发展极大地推动了光学、机械、电子等科技的进步。
谈及人类观测宇宙的方式,蔡峥详细介绍了光学望远镜、射电望远镜、X射线和伽马射线观测以及引力波观测等。他特别提到,光学望远镜是历史最悠久、应用最广泛的一类望远镜,而射电望远镜则能够探测到在可见光波段内非常暗淡的天体。X射线和伽马射线观测则专注于极端物理条件下的天体,如黑洞附近、超新星爆发等。
在介绍未来宇宙探测的发展趋势时,蔡峥提到,更大的口径、更多种波段的协同观测将是光学望远镜的主要发展方向。他特别介绍了清华大学领导的下一代天文装备——多目标宽视场光谱巡天望远镜(MUST)。MUST的主镜口径为6.5米,将成为我国有史以来最大的单体镜面。其独特的光学系统使得MUST拥有7平方度的视场,一次曝光即可覆盖30个满月的视野,从中获取2万个天体的光谱信息。
蔡峥表示,光谱信息对于研究星系的化学组成、距离等至关重要。MUST的建成将填补我国在望远镜领域的空白,也将为人类认识宇宙的探索提供新的视角。他透露,MUST已吸收多渠道资金达10亿元,相关建设已取得重要进展,期待在各界共同努力下,能够抓住这一历史机遇,在探索宇宙中“未知的未知”的道路上贡献中国力量。