天文学从最远的距离研究离人类最近的科学
您是否知道,我们对世界的了解以及我们今天使用的技术几乎都来自天文学。 这可能会让你感到惊讶,但这是事实。 也正是因为如此,大家都认为天文学离我们最远,但其实它离我们的生活最近。
为什么天文学是离我们最近的科学?
我们白天看到的太阳,晚上看到的星空,都是天文学的研究对象。 天文研究的对象虽然离我们很远,但其实离我们最近,因为我们每天都能看到它们,虽然我们不一定能触摸到它们。
另外,我们科学中使用的物理定律,比如最重要的牛顿力学——万有引力定律、量子力学等,都来自于天文学的研究。
早期,天文学家观测到的光谱线是在太阳和其他天体的光谱中观察到的。 正是为了理解天文学中观察到的这些现象,我们建立了物理理论。 而且科学家们也意识到,这些理论不仅适用于天空,也适用于地球。
从这个角度来看,天上的事物和地上的事物实际上是同一个事物,它们都遵循相同的天文定律。 今天的各种技术都是因为发现了各种定律而得以发展的。
所以有一个笑话叫,为什么动物和人类有这么大的区别,因为动物没有天文学家。
天文学如何从法律走向应用?
我们需要的技术往往比当时的工业技术水平高出一两代。 然而,将抽象规则转化为现实技术的过程充满了不确定性。
通常,科研人员要在实验室里开发出技术,然后交给商业界,他们会制作各种仪器,放到卫星上。 在这个过程中,有些技术可以应用,有些技术不能应用,有些技术可能服务于未来的科学项目。
然而,也许这些今天仅用于科学项目的技术将在多年后真正进入我们的日常生活。 不过需要注意的是,科研人员开发一项技术的初衷其实很简单,就是为了实现前瞻性的科学想法,但最终可能会延伸到对技术的各种影响。
例如,WiFi技术是天文学家为射电望远镜开发的技术; 网络技术是粒子物理学家为了促进交流而开发的一项技术。
回到与天文密切相关的卫星领域,我们在研制过程中并没有研发出革命性的技术。 不过,也不必灰心。 我们的一些技术足以在国际市场上取得近乎垄断的地位。
天文卫星成果——“慧眼”
早在20世纪90年代,李体贝院士就提出了这个项目。 但由于当时经济技术能力不足,我国不具备建造天文卫星的能力。 所以直到近几年,研究人员才研制出了“智慧眼”。
这个项目于2017年启动,取得了丰硕的成果,包括对黑洞的观测,比如发现了距离黑洞非常近、几乎以光速运动的相对论性喷流,但它是如何产生的呢?还不清楚。
“慧眼”还发现了中子星的一些奇怪行为,比如一些快速射电爆发与中子星的某些活动有关。
慧眼卫星不仅可以看到黑洞和中子星,还可以观测太阳爆炸、地球伽马射线爆发、引力波爆炸时产生的伽马射线以及宇宙中非常遥远的伽马射线爆发。
慧眼卫星的发射让我国在这个方向上占有一席之地,我们拥有其他国家卫星所不具备的能力。 当然,研究人员并没有因此而扩大规模,而是希望做得更好。 所以,我们在相关领域的跟进也越来越多。
例如,增强型X射线时变和偏振空间天文台(eXTP)。 其实早在2007年就提出了,大约十年后美国也提出了类似的项目。
事实上,科学思维是具有前瞻性的,这意味着当时没有现成的技术来支持它。 如果当时技术已经有了,那就意味着你的想法不会那么有前瞻性。 因此,为了实现这一非常具有前瞻性的科学理念,研究人员需要很长时间来开发新技术。
主办单位:中国科普博览会