安德里亚·盖兹(Andrea Ghez)如何因一项没有人认为会奏效的实验而获得诺贝尔奖

2020-10-11 16:26:04

25年前,站在我的办公室里的是一位默默无闻的新天文学家,脸上挂着半个微笑。她带来了一个离谱的要求--实际上是一个要求--要求我的团队修改我们经过详尽测试的软件,让我们最重要、最有需求的科学仪器之一做一些它从未设计过的事情,并冒着破坏它的风险。所有的一切都是为了进行一项基本上是浪费时间的实验,这是不可能完成的-证明我们银河系的中心潜伏着一个巨大的黑洞。

面对她欢快但坚定不移的决心,我最初的“不可能”(也许我用了更强烈的表达方式)逐渐让位。这是我第一次遇到自然力,安德里亚·盖兹(Andrea Ghez)是今年诺贝尔物理学奖的三位获奖者之一,她为银河系中心存在一个质量为400万个太阳的超大质量黑洞提供了确凿的实验证据。

这种决心和愿意承担经过计算的风险一直是安德里亚的特征。25年来,她几乎完全专注于射手座A*--我们当地的超大质量黑洞的名字。值得注意的是,在其间的四分之一个世纪里,一个完整的研究领域已经成长起来,寻找和寻找这些被认为位于每个大星系中心的怪物的证据。毫无疑问,安德里亚是这项研究的伟大先驱之一。

安德里亚的共同获奖者莱因哈德·根泽尔从一开始就参与了同样的研究-正是这两个团队的工作,每个团队都由令人敬畏的智力领导,并使用了两个不同半球的两个不同的天文台,使天文学取得了这一非凡的结果-证实了爱因斯坦长达一个多世纪的广义相对论的另一个预测。

就像在许多科学领域一样,竞争是激烈的,有时是残酷的,但从中锻造了一个无可动摇的结果,经过四分之一个世纪的考验和重新考验。在比赛的核心,两位同事,每个人都是伟大的天文学家,他们的工作被科学所定义,就像望远镜和仪器的可用性几乎完全适合这一确切的科学努力一样。

安德里亚在夏威夷Maunakea的W.M.Keck天文台的两台望远镜上做她的工作,在太平洋上空近14,000英尺的平静和清新的空气中。她开始使用凯克天文台的近红外相机(NIRC)上委托使用的第一台仪器,现在我们总部的大堂里装饰着这台仪器。NIRC的设计从来不是为了做安德里亚需要的事情--超高速读出图像,然后对结果进行重新叠加,以消除大气湍流的影响。但她是不可否认的--我们做出了改变。而且成功了!理解这些数据极其困难和耗时,但安德里亚坚持了下来。

从这一努力中产生了恒星围绕黑洞运行的第一个证据--而不仅仅是迹象。这是一个奇妙的结果,但距离完全确认还有很长的路要走。大约在那时,一项名为自适应光学(AO)的新技术正被安装在世界各地的望远镜上。凯克天文台是第一个配备这样设备的最强大的天文台,结果令人振奋。不足为奇:安德里亚立即改用AO来工作。她总是要求更高的性能和更多的能力--凯克天文台和我们的仪器制造商社区的科学家和工程师都做出了回应。这种对越来越多的需求,以及随之而来的科学回报,帮助AO成为今天强大的工具。

安德里亚喜欢指出,她成功的原因之一是天文学家的需求和应对挑战的工程师之间的这种紧密而快速的循环。在某种程度上,让人联想到数学和物理之间的紧密协同,科学问题催生新技术,新技术催生新科学。安德里亚一直走在这一良性循环的最前列,她是“我们可以做得更多”的热心倡导者。

安德里亚是一位伟大的科学家;她不仅从事科学研究,她还塑造事件使之成为可能。除了做研究,她还创建了加州大学洛杉矶分校银河中心小组来协调研究和技术开发。她让一群研究生和博士后研究员充满了追逐的激情和兴奋。毫不夸张地说,安德里亚亲自激励了各地有抱负的科学家,她是能力、毅力和承诺能够实现的榜样。

今天,安德里亚站在了科学认可她的成就的顶峰。但正如她将是第一个承认的那样,这场胜利代表了这么多人的共同努力。从无与伦比的阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)的理论预测,到那些有远见建造我们称之为“望远镜”的令人惊叹的复杂机器的人,到为这项研究选择地球上最佳地点的人,到构思和建造仪器并进行操作的人,再到进行研究的科学团队-所有这些都是数千人努力的结果。

但最终,有一个人有了这项研究的想法。一个人有胆量提出它,一个人有决心、坚韧和专注地实现它,没有被所有说这是浪费时间的人吓倒。那个人就是我的朋友和老同事,那个拒绝接受“不”的人,她的字典里可能根本没有这个词:2020年诺贝尔物理学奖获得者安德里亚·盖兹(Andrea Ghez)。