“哈勃望远镜之母”离世,但她的“遗产”仍在洞察宇宙-专栏-知识分子

“哈勃望远镜之母”离世,但她的“遗产”仍在洞察宇宙

2019/01/29
导读
WOMEN of NASA

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很多人对我说我当不了天文学家,我很高兴当时没有在意他们的话。

——南希·格蕾丝·罗曼


撰文 | 鞠强

编辑 | 李研


如果你是一个女孩,想学习代数课程,但你的中学老师却不支持你,她还在想究竟什么样的女孩才会选择学数学而不是拉丁文,你还会坚持吗?如果在一个女性并不被鼓励从事科学研究的年代里,你有勇气怀有成为天文学家的梦想吗?


也许很多人不会,但她会。我们还要庆幸于她的坚持,因为20多年来,我们能够看到那么多壮丽的星空图片,很大程度上要得益于在她的领导下启动的哈勃太空望远镜。


她就是被称作“哈勃望远镜之母”的美国天文学家南希·格蕾丝·罗曼(Nancy Grace Roman)。2018年12月25日,她离开这个世界,奔向她一直仰望的那片星空。


爱上星空


1925年5月16日,南希出生在美国田纳西州纳什维尔。她的母亲乔治娅·史密斯·罗曼(Georgia Smith Roman)是一位音乐教师,父亲欧文·罗曼(Irwin Roman)是一位地球物理学家。南希后来回忆说,正是父母启迪了她对科学的兴趣,他们是她的科学启蒙老师。她的父亲会解答她提出的各种科学问题,她的母亲在和她一起散步时教她辨认不同的鸟类和植物,还会在晚上带她看星座和极光。


南希在11岁的时候展现出对天文学的兴趣。当时她和同学们组建了一个天文学小组,大家每周聚一次,一起研究星座。她读书的时候,恰逢地质勘探迅速发展的时代,因此供职于美国地质调查局的父亲先后在好几个地方工作过,一家人也就要跟着一起搬家。1937年,全家一起搬到了马里兰州巴尔的摩。南希在这里生活了5年,读完初中和高中,并在高中时期树立了从事天文学研究的志向。但女性参与科学在当时并不受到鼓励。一次在接受NASA的采访时,南希就回忆起中学时她的一位女老师嘲笑她有志于天文学的想法。


南希于1942年进入斯沃斯莫尔学院,并在1946年拿到了天文学学士学位。1949年,她在芝加哥大学获得天文学博士学位。毕业后,她在芝加哥大学的叶凯士天文台工作了一段时间。不过,在那个年代里,大学里能够提供给女性的终身教职是非常少的,因此她不得不离开大学。为了继续进行天文学研究,南希在1955年进入美国海军研究实验室(Naval Research Laboratory,NRL)工作,从事射电天文学研究。


NASA岁月


1959年,南希加入美国国家航空航天局(NASA),此时距离NASA成立只有6个月时间(NASA成立于1958年10月1日),很多研究人员也都来自NRL。当时NASA的研究负责人询问南希是否知道有没有人愿意在空间天文学领域发起一个项目,而这被南希认为是对自己发出了邀请。南希有过犹豫,但是一想到由她发起的项目可能在未来数十年的时间里影响天文学的发展,她感到没办法拒绝这样的机会。南希后来回忆,那个时候“NASA的每个人都干劲十足”。


一加入NASA,南希就被委以重任,创建了NASA的空间天文学研究部门。她是NASA空间科学办公室的首任首席天文学家,也是NASA最早担任行政领导职务的女性。1979年,她从NASA戈达德空间飞行中心退休,退休之前担任天文数据中心的主管。


自1609年伽利略使用望远镜观测星空以来,人类在地面上架设的无数望远镜大大拓展了自身的视野。但地基天文学观测受大气的影响很大。虽然有些大型望远镜建在空气稀薄的高山上或者建在空气干燥的沙漠中,但只能减少而没办法完全消除这种干扰,这也导致地基望远镜对遥远天体的观测能力非常有限。完全摆脱这种影响的办法只有一个,就是在大气层外进行观测。


然而,虽然空间探测器在当今的天文学研究中已经习以为常,但是在南希刚刚加入NASA的年代里,空间探测器还只存在于科学家的概念里。1946年,莱曼·斯皮策(Lyman Spitzer)最早提出了在太空中放置光学望远镜进行天文观测的想法,但是在当时的技术条件下,这无异于天方夜谭。南希在NASA工作期间,注意到了斯皮策的想法,并积极领导NASA把这一想法付诸实践。正是她领导的一系列项目,拉开了空间探测器研究的序幕,开创了空间天文学时代。


1962年,NASA发射了“轨道太阳天文台”(Orbiting Solar Observatory,OSO),获得了太阳的紫外线、X射线和伽马射线谱,这个项目也被NASA称作这家机构历史上“第一个成功的天文学项目”。随后,NASA实施了“轨道天文台”(Orbiting Astronomical Observatory,OAO)计划,在1966年到1972年间先后发射了4台空间探测器。这个计划虽然其中有2台以失败告终,但是另外2台却获得了重要的观测数据,也使天文学家认识到太空望远镜的重要性。


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1962年,南希展示轨道太阳天文台的模型。(图源:NASA)


在NASA工作的20年里,南希领导过的太空探测项目大大小小还有很多,其中就有宇宙背景探测器(Cosmic Background Explorer)的早期论证工作。这台于1989年发射升空的探测器帮助科学家加深了对宇宙微波背景辐射的认识,戈达德空间飞行中心的约翰·马瑟(John C. Mather)和加州大学伯克利分校的乔治·斯穆特(George F. Smoot)凭借此研究成果使获得了2006年诺贝尔物理学奖。


 “哈勃之母”


南希在NASA最后参与的项目,也是她投入心血最多的项目,就是哈勃太空望远镜。在立项的早期,距离斯皮策提出太空望远镜的概念已经过去了30年时间,但哈勃太空望远镜无论是在技术上还是在资金上还都面临重重困难,而这些南希都不能回避。


科学作家罗伯特·齐默曼(Robert Zimmerman)的作品《镜中的宇宙》(The Universe in a Mirror)记录了哈勃太空望远镜的历史。他在书中提到,20世纪60年代和70年代早期,在NASA没有人在哈勃太空望远镜项目中的重要性能够超过南希;更重要的是,是南希而不是其他任何人使得天文学界认识到空间天文学的价值。


在哈勃太空望远镜项目初期,为了争取研究资金,南希不遗余力地进行游说。她曾经表示,每个美国人只要拿出一张电影票的钱,就能够在很多年里持续从哈勃太空望远镜获得重要的科学发现。NASA的项目当然不需要公众直接捐钱,但这样的表述无疑使哈勃太空望远镜更容易被普通公众接受,进而间接影响美国国会的预算决策。


当哈勃太空望远镜最终在1990年发射升空的时候,南希已经从NASA退休了10多年,也逐渐淡出了学术界的视野。1994年,在一个有关哈勃太空望远镜的新闻发布会上,南希之后的NASA下一任首席天文学家、后来担任NASA局长的爱德华·维勒(Edward J. Weiler)认出了坐在听众席中的南希,并热情称赞了南希的成就。正是他把南希称作“哈勃太空望远镜之母”。在维勒看来,“很多使用哈勃太空望远镜来从事研究的年轻一代天文学家经常会忘记南希;但是,在没有网络、谷歌和电子邮件的时代里,是南希推动了哈勃太空望远镜的项目,她组织起天文学家,并最终说服国会资助这个项目。”


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哈勃太空望远镜于1990年发射升空。(图源:NASA)


相信自己


在南希的职业生涯中,她始终积极推动女性参与科学,比如她就参与到美国大学妇女联合会(American Association of University Women)的一系列活动中,帮助女性获得从事科研工作的机会。


南希经常在学校里演讲,鼓励孩子们投身科学并勇于面对挑战,还愿意给年轻人提出建议。在一次接受NASA采访时,她被问到有什么给建议给希望像她一样从事研究的年轻人时,她这样回答:“希望他们能对变化和新机会保持开放的心态。当我获得博士学位时,我所从事的研究领域只出现了几年而已。所以在一个不断变化的领域内,要对新机会的出现做好准备。”


南希一生中获得过很多荣誉,比如NASA杰出科学成就奖(1969年)、NASA卓越科学领袖奖(1978年)等。她还是美国宇航学会会士和美国科学促进会会士。第2516号小行星也以她的名字命名。2017年,乐高公司出品过一款名为“NASA的女性”(WOMEN of NASA)的产品,其中出现4位NASA的杰出女科学家的形象,里面就包括南希。


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乐高产品中的南希和哈勃太空望远镜(图源:乐高公司)


南希离世时距离她从NASA退休已经过去差不多40年的时间,但她留给NASA和天文学的影响犹在。哈勃太空望远镜自1990年升空以来,已经成为有史以来最成功的太空探究项目,虽然超期服役并偶有状况,但它仍在不断为天文学家贡献新的观测结果。


南希认为自己能取得成就,有幸运的成分,但同时坚持也非常重要。正如她回忆自己研究生阶段时说到的那样:“很多人对我说我当不了天文学家,我很高兴当时没有在意他们的话。”( I am glad I ignored the many people who told me that I could not be an astronomer. I have had a wonderful career in a field that I love.)

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