紀實|當恆星降落在宇宙島——學天文是怎樣一種存在?

2020-12-16 南京大學新潮

南京大學天文與空間科學學院,簡稱南大天文系,是南京大學的年度網紅之一,在電視劇《小歡喜》中被反覆提及,狠狠地火了一把。

實力強勁卻低調而神秘,學天文的學生究竟是怎樣一種存在?

擁抱天空的南雍山清晨

如果沒有和天文系的同學一起觀星的經歷,人們恐怕不會相信,在一個極平常的夜晚也能看得到射手座,看得到牛郎星織女星隔著銀河,遙遙相望。如果身在南大天文系,也可以挑一個晴朗的夜晚,拿著天文望遠鏡去找土星和木星。

南大天文系本科生有一門課《普通天文學實習》,要去南雍山上的左滌江天文臺實習。通常晚上10點上山,晚上1點左右結束,由於下山時路燈已熄,所以當晚可以睡在山上的宿舍。宿舍條件不錯,很寬敞,床單被子放置整齊,用過一次會清洗,所以很乾淨。

天文系的同學見過許多次南雍山的早晨。在山上醒來,與在宿舍中醒來相比,許是離天空更近了吧,多了一份別樣滋味。

當然,去著名的紫金山天文臺觀星也是天文系本科學生的「必修課」。

對於天文系的同學來說,觀星不僅要看,還要收集記錄數據,用於課程研究。如果是在深秋或冬季,登上天文臺並不僅僅只是一件浪漫的事。「第一次觀測,最大感受是冷,因為那個時候已經是11月中下旬了,又是在戶外,我晚上8:30上去,12點下山,那滋味真不算太好受。」天文系大三的祁同學回憶道。

點亮天鵝座和「甜甜圈」

不過觀星並不一定要去天文臺,有些時候,可能在網球場碰到天文系的同學,拿著指星筆,仰著頭,看著天

如果走近他們,會發現,他們就像魔術師,可以用手中的指星筆告訴你這是木星,這是土星,那是牛郎星。他們會把你眼裡的漆黑的夜幕慢慢點亮。

新潮記者到達網球場的時候,漆黑的場地上架了兩臺天文望遠鏡,幾位同學在專心地調試。一位同學用手中的指星筆指著夜空中的星星講述:「這裡一顆很亮的星星是織女星,它旁邊這一顆是牛郎星,在它們的上方是天鵝座。」

面對外行人的提問,天文系的同學用指星筆一遍一遍、不厭其煩地划過牛郎星、織女星、天鵝座。指星筆的那束光在夜幕中仿佛留下帶有亮度與熱度的軌跡,在觀星人的腦海中拼出星座的圖畫。

這些星星都是被你們點亮的吧!」圍觀的同學忍不住感嘆。

「來看來看!看到了嗎?」調試很久後終於在天文望遠鏡視場中找到土星的阿鱘忙著招呼周圍的人。她介紹道,土星有一個美麗及幽遠的行星光環,可以通過望遠鏡直接觀測,主要的成分是冰的微粒和較少數的巖石以及等離子。並不理解光環和等離子的文科生發出可愛的感嘆:「甜甜圈!」,引發一片善意的笑聲。

「大家一起看星星才有意思嘛,」阿鱘感嘆道,「現在的月亮是後半夜才能看到。」即使置身於漆黑的網球場中看不清彼此,天文系同學觀星的浪漫與莊重和門外漢們似懂非懂的驚喜,融化在這片黑暗中,被星空溫柔地籠罩。

電視機雪花屏就像宇宙微波背景輻射

有一些表情包,只有天文人能看懂。有一些梗,只有天文人讀來才會哈哈大笑。或許,我們可以把這些稱為「天文梗」

他們的「梗」不僅局限於天文知識。天文系的同學,本科期間,基礎學科的學習十分重要,數學、物理、計算機是支撐學科。因此,他們的課業十分忙碌而高效。所學知識成為他們生活的談資與樂趣,這些有趣的「天文梗」「數學梗」「物理梗」在天文系學生之中廣泛流傳。

"電視機雪花屏就像宇宙微波背景輻射」

——這是一位天文系大二同學的創造,如果單看紋樣忽略顏色,確實非常相似。

「不自量力是什麼?"

「不要自學量子力學」

——據天文系的同學透露,這個梗還是他們的老師發明的。

「比你醜的人有女朋友,比你好看的人也有女朋友,根據夾逼定理,說明你不收斂」

——天文系的脫單率好像不怎麼樣。

「一輛自行車倒了,於是後面一片自行車都倒了。這是什麼?連續一定可倒(導)」

——這是有著表情包的衍生梗。

談到這些的時候,他們眼神中流露著輕鬆的神色,不時發出會心的大笑。

因為撞球像行星

採訪的當天下午,天文系的幾位同學相約出去打撞球。照片上的他們一個個英姿颯爽,儼然一副內行人的架勢。

(小春哥反手打球的英姿【DAWN泠 攝】)

撞球是他們在雲南實習時發展出來的愛好,談及喜歡打撞球的原因,他們給出的回答個性十足。「因為撞球像行星」,「因為《三體》,汪淼打撞球。」

一位同學則對此給出了教科書般嚴絲合縫而詩意滿滿的解釋:「因為撞球的運行和天體運行一樣美妙優雅有秩序。」院長李向東老師在《宇宙簡史》中對宇宙的英文cosmos做出過一番詳盡的解釋——宇宙的英文cosmos詞源cosm-本意為秩序與和諧即是一種美感的表達與傳遞

天文系本科生豐富的課餘生活不僅僅局限於打撞球。他們有的喜歡唱歌,甚至邊洗衣服邊唱歌,加入合唱團;球類愛好者也經常互相約球;有的喜歡跳街舞,在passion街舞社有著一席之地;喜歡戲曲的同學,加入了集慶會館戲曲社。他們會一起去玄武湖看煙花,也會一起去KTV唱歌……

天文之外,他們也有著多彩的生活,或與心愛的學科有關,或者是單純的另一份熱愛

洗衣房裡的書桌和十二點半的離去

「十二點半了,走吧。」小澤關上研究生辦公室的電腦,忙碌到凌晨,日復一日,這是他的常態,也是不少天文系研究生的常態

晚飯後,小澤就會泡在辦公室裡做科研、讀文獻、做課程預習,準備小組報告。「我會看一些最前沿的文獻,比如目前天體物理領域研究最熱門的就是快速射電暴(fast radio bursts)。有時候的作業需要我們編寫程序,通過濾波的方法來提取引力波的信號,有時候要用程序模擬雙中子星的三維動力學演化。」經常一學就學到深夜,小澤說起他的日常,輕描淡寫。

不只是他,晚上十一點鐘,天文學院樓幾乎每一個辦公室的燈都是亮的,推門走進辦公室,埋頭忙碌的同學們甚至好奇去看看是誰來了。在辦公桌上,書立間是十數本專業書,桌面上有成摞的文件夾和資料,還可以看到小風扇、電熱水壺、護眼燈、咖啡杯、獼猴桃,以及南京大學的入學紀念娃娃;隔板上有貼著的日程表,椅子上是靠枕、坐墊,書桌下有沒來及拆的快遞盒、成提的農夫山泉,甚至有摺疊床。

這裡有可以滿足他們生活基本需要的大多數物品。相比之下,離院樓200多米的宿舍卻空得令人吃驚,物品零散,如果不是被褥還鋪得整齊,真會讓人誤以為這是畢業的學生留下的宿舍。小澤解釋說,大多數時間都在辦公室,宿舍只是個睡覺的地方。

對於小澤來說,十二點半離開辦公室回宿舍是常事,有時特別忙,一點可能還沒走。到了宿舍,舍友可能睡了,就要躡手躡腳地去洗澡、洗衣服。好在宿舍有熱水獨衛,比較方便。在小澤看來,這是離杜廈圖書館1.7公裡之遙的天文學院研究生宿舍獨特的福利之一。由於宿舍樓離校區內所有熱鬧的地方都比較遠,很少有人來,特別安靜,有世外桃源的感覺。

天文研究生的洗衣房有一個有趣的景觀。在洗衣房的正中間,擺置著一套桌椅,是這棟樓的「圖書角」,可以共享、傳遞、交換閒置書籍,有時候在等待衣服洗好的時間裡,同學們就可以坐在這裡翻閱共享圖書來打發時間。小澤不清楚這傳統最早是由誰發起,但他認為這的確是天文學子學習精神的傳承和認真求學的態度的縮影

閩南、新疆、南京,星光的指引

小澤來自閩南,他留著精神的寸頭,皮膚黝黑,身板健碩,喜歡打籃球,嗓音低沉,笑起來有爽朗成熟之感,被問及他身上透露著的北方人的粗獷氣息,他說這和他在新疆讀了四年大學不無關係。

小澤在新疆大學讀物理專業,始終嚮往和熱愛星空,因為物理學和天文學聯繫密切。

四年裡,他去阿勒泰的山莊跑馬,去阿克蘇、伊犁哈薩克自治州觀山水,去達坂城高崖子天文臺遙望雙子座流星雨,去烏魯木齊南山風景區拍攝浩瀚銀河,繁星閃爍。

他說新疆的天氣特別好,因此非常適合觀測和拍攝星空,每當回憶起當初和夥伴們跋山涉水,整晚守候,終於如願拍到燦爛的星河的那一刻的獲得感,他的眼神裡就仿佛閃爍起了星光。

(小澤攝於新疆)

想起在南山天文臺看到牆上寫著的康德的名言,小澤深以為然。

「世界上有兩樣東西能夠深深地震撼人們的心靈,一個是我們心中崇高的道德準則,另一個是我們頭頂上燦爛的星空。

——康德

當報名南京大學天文學院夏令營的那一刻,他就決定將這份熱愛帶到這裡,「心向南兮,無所畏懼」,對於自己堅持的,他會永遠保持饑渴感

(小澤得意之作——M42獵戶座星雲)

星空中舞蹈,陸地上前行

「如果讓你用三個詞形容南大天文系,你會選擇哪幾個詞?」

勤奮有趣,還有,浪漫吧。雖然我本人並不浪漫,但是並不代表我的同學不浪漫。」南大天文系的本科生祁同學說。

「有強烈的好奇心、專注、勤奮、自律,坐得住科研的冷板凳。」這是研究生小澤的回答。

天文系李向東教授開了一門網課叫做《宇宙簡史》,面向所有本科生,課上老師每次都會用一句古詩詞來引出整節課的內容。天文系有一顆「文心」,用文學院程章燦教授的話來說:「天文和文學很像,第一是它們都有一個「文」字,第二則是它們都很浪漫,因為它們都需要想像。」的確,在李向東教授眼中,天文學不僅僅是嚴謹的科學,也需要遐思與想像。而在祁同學的眼中,天文系同學的浪漫體現在他們對科學的美好嚮往,「我們或多或少都有一些理想主義情懷。我小時候想探索宇宙的奧秘,雖然我不常和同學們談理想這類話題,但是它的確是我現在的目標,不過現在更具體了。」

天文系學生們都非常努力,八點的早課提前二十分鐘,一般都會坐滿,來得稍晚一些就只能坐最後一排。「課堂上沒有人刷手機玩,都在埋頭做筆記。每節課間都會有好幾個同學圍上去排隊問問題,而且都是很深、很有見解的問題。」

小澤喜歡學院老師講的課,張彬彬老師曾在NASA工作,處理引力波信號;陳陽老師擅長天體物理輻射研究,戴煜老師講授磁流體力學,一條定理用兩三種不同方法推導,信手拈來,幽默風趣,非常耐心,能把複雜的物理過程用淺顯易懂的語言描述,讓他沉浸其中。

小澤說,學院老師夜裡十二點還在辦公室和同學們一起討論科研,第二天早上比很多同學到得還早。學院不少老師身為專業「大咖」,但一樣拼,有的老師國慶節十月一日當天還在實驗室裡工作。

仰望星空,腳踏實地,一份份數據,一沓沓演算的草稿紙,一本又一本觀測記錄,搭建起南大天文人星空中跳躍的舞臺,也構築出他們浪漫而務實的獨特氣質

註:阿鱘、小春哥、DAWN泠、小澤系化名。

採寫 | 張義巖 南京大學新聞傳播學院2019級研究生

糜文清 南京大學新聞傳播學院2018級本科生

龍盼 南京大學新聞傳播學院2018級本科生

餘敏之 南京大學新聞傳播學院2018級本科生

美編 | 韓政 南京大學新聞傳播學院2016級本科生

封面 | 龍盼 南京大學新聞傳播學院2018級本科生

責編 | 丁浸哲 南京大學新聞傳播學院2018級本科生

相關焦點

  • 你知道「宇宙島」嗎?天上閃閃發光的是不是都是星星?
    宇宙浩瀚無窮、星系無數,每個星系就如同海洋中的島嶼一般,因此人們用「宇宙島」來形象的表示星系在宇宙中的分布。人們通常依據星系的視覺形狀將其分為橢圓星系、螺旋星系和不規則星系。利用天文望遠鏡,人們能在天空中發現一些亮點。雖然看上去比恆星還要亮。但這都是其他星際物質反射光線造成的。而人們看到的流星也不算是星星。只是宇宙中的一些顆粒物質。進入地球大氣層時燃燒造成的。燦爛的星空向人們展示冥冥天機。勞動人民在長期的勞動中總結出許多關於星星的諺語,如「星星密,雨滴滴。星星稀,好天氣。星星明,來日晴。」
  • 給恆星做「心電圖」,國際天文團隊揭秘富鋰巨星真相
    鋰元素是宇宙中最早產生的元素之一,但它在多種天體中的含量均與理論預測存在較大的差異。鋰元素在恆星中的起源與演化一直困擾著天文學家,例如,宇宙中有一種被稱為富鋰巨星的天體,它們鋰元素的含量超過恆星演化理論值的上千倍。針對這些天體中的鋰是如何產生的,天文學家一直在努力尋找答案。
  • 多貢人的天文知識來自天狼星人嗎?天狼星有可能存在智慧生命嗎?
    非洲的多貢部落擁有來自天狼星人傳授給他們的天文知識。圍繞多貢部落所掌握的天文知識,自然有許多不合理的現象。因為他們知道在天狼星A附近有一顆肉眼看不見的恆星,這就是多年後我們發現的天狼星B,而多貢人當時並沒有望遠鏡。據推測,他們還知道在天狼星系統中有第三顆恆星的存在,而這顆星直到今天還完全沒有被探測到。
  • 上周最佳天文圖片(NASA-APOD中文版)11.6-11.12
    這座布拉格天文鐘的鐘面極為複雜,上頭除了顯示預料中相對於太陽的太陽時之外,也標出相對於恆星的恆星時、日出和日落的時間、赤道的時間、月相及其他多種資訊。這座於1410年開始運轉的鐘,內部大部分的機件已經過多次更新,不過還是有原始的部件留存了下來。天文鐘的下方有幾乎相同大小,但靜態顯示的太陽曆鍾。上圖的布拉格天文鐘攝於2009年3月的一個清晨。
  • 恆星在「旋轉門」速率中顯露年齡
    恆星年齡是天文學家理解「恆星物理學」的基礎數據,恆星和它們的伴星年齡是一項重要的天文指標,恆星的物理特性隨時間流逝發生了根本性的變化。恆星年齡與天文學家在太陽系外搜索外星生命的活動存在特別的關聯。地球生命經歷了漫長的演變,人們現在看到的地球生命體十分複雜。一個準確的「恆星時鐘」幫助天文學家確定恆星的年齡,這些帶有伴行星的恆星可能和太陽同齡,可能比太陽的年齡更小、更大。
  • 我國科學家發現罕見天文現象「雙黑洞吞噬恆星」
    人民網北京12月2日電 (趙永新、呂騫、王夢曉、楊穆龍)近日,安徽師範大學物理與電子信息學院舒新文教授研究小組發現罕見天文現象:在一個河外星系中觀測到一對互相繞轉的超大質量雙黑洞吞噬恆星。黑洞潮汐撕裂併吞噬恆星的藝術圖。
  • 最新天文觀測到海蛾魚星雲隱藏著巨大恆星簇
    騰訊科技訊(葉孤城/編譯) 據英國《新科學家雜誌》報導,海蛾魚是深海一種可怕兇猛的掠食魚類,它長著巨大的嘴和突出的眼睛,通常傾向獵食螢光海洋生物。目前,天文學家最新觀測發現「海蛾魚星雲」,在其腹部位置可能是銀河系中最大質量的年輕恆星簇。
  • 10個可能存在的假想天文物體
    它啟發了曆法和佔星術,詳細說明天文物體的排列如何預測人格特徵和主要生活事件。空間也激發了無數對未來的憧憬。我們想像出星際旅行、外星人交流、甚至穿越蟲洞的情景。這張表上的項目看起來像是取自一本舊的科幻小說。然而,許多科學家認為這些天體可能存在於浩瀚的太空中。下面是可能實際存在的十大假設天文物體。
  • 天文知識小課堂:你知道宇宙中的流浪恆星是如何取名字嗎?
    今天我們來說一個非常有意思,但是不那麼天文的話題,怎麼給流浪恆星名字,首先我們要肯定的一點就是,名字肯定不是亂取的,雖然有很多小行星的名字選用了,發現者的名字或者非常好玩的名字,但是這些都是少數,而且不那麼重要的小行星帶中的單個行星。
  • 我的大學 | 在南京大學讀天文是一種怎樣的體驗?
    今明兩天,南小微先以「我的大學」為引,為您轉發其中「知天文」、「曉物理」兩篇。相信將出你意外,讓屏幕前的你格外喜歡。「在南京大學讀天文是一種怎樣的體驗?」知乎跳出這條邀請提示,我愣了一下。又是一年畢業季,「心懷宇宙遨星漢,敢以數理定乾坤」的迎新橫幅猶在眼前,一個個春夏秋冬卻已悄悄溜走。
  • 作為天文研究的一大重點,科學家對恆星的探索到了什麼樣的程度呢
    本文參加百家號 #科學了不起# 天文航天系列徵文賽。恆星的大小有限制嗎?當你仰望夜空時,假設你不在城市的中心,你很可能會覺得來自萬億英裡之外的,數千個微小的星星十分耀眼。恆星的科學在任何一顆恆星誕生時,有兩種力量起關鍵作用:來自旋轉的氣體雲的引力(最終將形成原恆星)和向外推動的電磁輻射壓力。多年來一直存在理論是,在輻射外力導致氣體雲爆炸或散開之前,一顆恆星不可能長得比20個太陽質量還要大,因為這基本上會把最初促進恆星生長的物質推開。
  • 上周最佳天文圖片11.26-12.2
    經過6個月的內太陽系之旅後,在昨天,美國航太總署的無人探測船洞察號戲劇性的降落在火星上。大約在7分鐘期間,要從時速2萬公裡減速到零的洞察號,承受的減速度最高達8g,溫度則最高升到攝氏1,500度,在降落過程中布署了熱遮罩、降落傘,最後並啟動火箭。這張主題影像是洞察號在火星拍攝的首張照片,同時也是太空船成功減速、緩緩降落、功能正常的視覺證據。
  • 奧爾特雲真的存在嗎?為什麼球形覆蓋都不會影響科學家觀測恆星?
    奧爾特雲真的存在嗎?為什麼球形覆蓋都不會影響科學家觀測恆星?太陽系中除了八大行星之外,還有其他三個不能忽視的存在,它們就是小行星帶、柯伊伯帶以及尚不知存在與否的奧爾特星雲。奧爾特星雲到現在依然還是一種假說,這是因為它的理論位置是在太陽系的邊緣地帶,而我們現在的天文儀器無法觀測到那麼遠的非恆星天體,最遠的探測器也只是剛剛飛出太陽風層。對於奧爾特星雲的說法,其實是為了解釋那些來自外層區域的彗星和小行星,對於奧爾特星雲是否真的存在,有一些人堅信它是存在的,也有許多人提出了不同的看法。
  • (科技)我國科研團隊發現雙黑洞吞噬恆星罕見天文現象
    新華社合肥11月29日電(記者周暢)記者從安徽師範大學獲悉,該校物理與電子信息學院舒新文教授研究小組在一個河外星系中發現了一對互相繞轉的超大質量雙黑洞吞噬恆星的罕見天文現象。該研究成果近日發表於國際期刊《自然·通訊》。
  • 上周最佳天文圖片(NASA中文版)10.9-10.15
    其中的一種假說指出,阿胡納山是一座冰火山,形成於這顆矮行星的反面受到猛烈撞擊,因地震波在另一側會聚、崩解表層所造成的。明亮的輻條狀結構可能是高反射率的鹽類,也因此,其成分和最近見到的著名穀神星亮斑物質類似。這張高度加倍的數位主題影像,建構自黎明號太空船在去年拍攝的表面圖。
  • 我國科學家發現一對互相繞轉的超大質量雙黑洞吞噬恆星的罕見天文...
    我國科學家發現一對互相繞轉的超大質量雙黑洞吞噬恆星的罕見天文現象 來源:科技日報 • 2020-12-03 11:46:58
  • 無形卻存在!科學家發現恆星形成時會把星系中的暗物質「吹走」
    科學家首次發現了一種被稱為「暗物質加熱」的難以捉摸的效應的證據,這一突破可能為研究這種宇宙中最神秘物質的性質提供新的線索。當新的恆星形成時,由此產生的風將氣體和塵埃推開,帶走星系中心的質量,並隨之帶走了支撐暗物質的大部分引力。這項研究發表在《皇家天文學會月報》(Monthly bulletin of The Royal Astronomical Society)雜誌上,研究人員對附近的矮星系進行了檢測,以研究其中心存在暗物質的可能證據。
  • 宇宙中最孤獨恆星發現
    原標題:宇宙中最孤獨恆星發現 在遠離任何其他已知天體的銀河系荒漠空間,一顆獨立的恆星正在急速生長。既沒有恆星為鄰,也缺少行星做伴,這顆誕生只有100萬年的年輕恆星被美國航天局稱為「宇宙中最孤獨的恆星」。
  • 流浪行星真實存在!不依附於任何恆星或者恆星系統
    銀河系可能存在數十億顆尚未被發現的「流浪行星」我們往往認為恆星系統中的行星有序運行,就像我們的太陽系一樣。但天文學家不時發現線索,暗示存在不走尋常路的行星,也就是所謂的「流浪行星」。它們不依附於任何恆星或者恆星系統,孤獨地在銀河系中流浪。流浪行星的數量超出所有人的預計。