主持人:香港电台公共事务组
嘉宾:理大医疗科技及资讯学系教授萧杰恒
主持人:香港电台公共事务组
嘉宾:香港大学物理学系副教授吴志勇
「大家好,我是吴志勇教授,我是港大物理学系副教授,我是一位天文学家,我主要观测宇宙里面比较极端的天体,譬如一些超新星爆炸的遗骸,以及脉冲星、脉冲星风云等。 其实一般的星星,大家看见天上的星星和人类一样有寿命,它完结后会变成另一种天体,例如太阳过多五十亿年后会变成白矮星,我研究的是大质量的行星,八至十倍太阳质量的行星,它们烧光燃料之后,就会有很剧烈的超新星爆炸,剩下的可能变成黑洞或者变成脉冲星,我研究的方向主要是观测这些超新星的遗骸,以及这些脉冲星,我会用国际上主要的太空望远镜,以及射电望远镜去观测这些星的遗骸。 这些星的特别之处就是它们其实好细小,好像香港岛这样细小,但是质量很大,即是想像将太阳置于香港这样细小的地方。 」
这些如此致密的星体,对于科学家研究一些极端的重力、磁场等会有很大帮助,因为在地球上,永远提供不到这样极端的环境去进行物理学研究。
「我研究的最主要范畴是看这些脉冲星上面,它们有很强的磁场,它们亦转得很快,那么它们会将粒子加速到很高能量,这样在宇宙会形成所谓的宇宙射线。 宇宙射线被发现超过一百年,它们的来源是怎样的,人们未太清楚。 目前最主流的学说,是指这些在银河系的粒子会在脉冲星附近,以及在超新星遗骸的击波里面加速,它们来到地球之后形成了高能的粒子,其实对我们的生活也会有一点影响。 譬如我们常用到的碳-14年代测定法,是由于这些高能粒子不断撞击地球的碳-14原子,不断产生碳14,才做到测定时间。」
传统天文学几千年以来,都是观测可见光为主,不过,最近的一百年间,已经超越了可见光,进而透过电磁波,甚至中微子等理解天体。
「即是由射电一路到可见光、红外、紫外、X射线、伽玛射线都有,现时这被称为多波段观测,可观察一个星体不同波段发出来的强度、能量,估计它背后的物理状况,但新的趋势不止多波段,除了电磁波之外,还有其他中微子、重力波等,或者宇宙射线,即是将几个不同方向组合起来去观测天体,它的背后有什么正在发生,这超越了可见光的范围,亦超越了电磁波的范围,有些东西是从电磁波中观察不到的,例如中微子,现在我们已经有中微子天文台。譬如我研究的脉冲星,如果两粒脉冲星撞在一起时,它们会产生很强的引力波,事实上现时已观测到有几个这样的事件,而重要性是在于其实很多重的金属会在这个过程中诞生,估计有大部分重的元素会在超新星爆炸的时候诞生,以及会在两个脉冲星碰撞的时候诞生,这些都会导致很强烈的引力波,这亦都可以解释到很多重的元素,在宇宙如何诞生,以及在地球观测到的,例如金、银、铜,这些重的元素是如何在宇宙中产生。」
未来影响天文学发展的一个重要因素,在于学者会运用到不少新型的望远镜。
「今后五至十年,会陆续有很多新的望远镜落成,最主要譬如我从事射电的方向,有一个名为平方公里列阵,具备多支望远镜,会在南非和澳洲分别建设多支望远镜,规模属史无前例的大。它当初的计划是收集面积达一平方公里,它会每天观察天上星的变化。 这样大的望远镜会收集到很多数据,可能一秒钟一个terabyte (TB),一个一TB的硬碟,一秒钟就填满了,这样大量的数据究竟如何储存和分析,是未来我们关注的趋势,以及未来研究的课题。 现时科学家尝试用人工智能的办法去分析,可能只会保存有用的数据,即时筛选,否则很快就填满硬碟,数据产生速度太快,难以保存太多。 现时新型的望远镜会每日观天,看星的光度有何变化,这亦是未来的大方向,因为现在我们有这样的仪器,有条件和运算能力,可以每晚观天,每晚拍一张照片,然后看光度有何变化,这是属于Time-Domain Astronomy,即是时间性的天文学。从前并不是这样的,从前可能隔几十年,才有人拍某个天区的一张照片,现在可以做得很频密。」