甜甜圈中的榮耀 -- 飲水思源

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2019年4月10日,大批新聞媒體湧進中央研究院活動中 心,準備見證一件世界科學大事。就在這一天晚上,中央研究院 與全球的科學家共同發布人類史上第一張「超大質量黑洞陰影」 的影像,這場世界同步發表會的焦點,就是後來被通稱為「黑洞 影像」的圖片。

發表會當下,中央研究院院長廖俊智說:「這張人類史上第 一張超大質量黑洞的影像,是科學上一個空前的成就。」這消息 一公布,總統蔡英文立刻在直播線上振奮留言:「人類首次!」 隨後又再度留言:「全人類的一大步,很高興台灣參與在其中!」

這張照片是由一個長達數年、橫跨國際的大計畫⸺「事件 視界望遠鏡」(EHT)所拍攝。EHT使用了世界上所有能夠運作 的「次毫米波」觀測站,模擬出一座跟地球直徑一樣大的望遠 鏡,專門用來研究宇宙中像黑洞這樣的緻密物體。目前EHT有 超過兩百位來自世界各地的科學家,過去幾年來的心血結晶就是 這張「黑暗中的光環」。

「黑暗中的光環」看似簡單,其實有三層意義。首先,它是 「黑洞是否存在」的第一個直接視覺證據。其二,它確認了愛因斯坦百年前廣義相對論的預言。其三,這個突破性的成果是台灣的學界與工業界,結合世界一流科學團隊的成果。如果人類的知識是一幅巨大的拼圖,那麼這張黑洞影像,就是遺失百年的重要圖塊。如今,台灣與世界聯手,一起填補了拼圖中的關鍵空白。

中央研究院天文及天文物理研究所(簡稱「中研院天文所」) 參與了 2017 年的 EHT 觀測活動,經歷資料處理、分析、成像, 再經由嚴謹的科學論證,終於在 2019 年,與 EHT 的成員一同 提出黑洞存在的第一個視覺證據。

2017 年參與 EHT 的八座望遠鏡中,台灣參與建造或是運作 的一共有三座,再加上貢獻運作經費與觀測人力,讓台灣團隊占 有顯著的地位。這也是為什麼總共十三席的 EHT 董事成員,台 灣中研院就占了兩席。

台灣的天文研究規模跟科技大國比起來,算是相對小型。但自中研院天文所創所時,即以相對年輕的電波天文學做為主要研究方向,無論是星球的形成、宇宙論、甚至黑洞天體,都有非常重要的科學題目可以讓學者一展身手。

中研院天文所從吳大猷院長任內創立籌備處,在過去近三十 年來受到幾位深具遠見的主事者的支持與鼓勵,例如李遠哲院長 任內決定發展「次毫米波陣列」,和支持「宇宙背景輻射陣列」、翁啟惠院長任內加入「阿爾瑪計畫」,乃至廖俊智院長,無不深 耕易耨,注入珍貴的研究資源。另外,國家中山科學研究院在天 文所創所初期,即成為儀器發展的重要夥伴,與天文所各任所長 一同努力,在天文領域播種。而且,台灣有著強大的工業(半導 體與電子業)能力基礎,能從事科學儀器的創新,讓中研院天文 所可以參與世界上最尖端的天文儀器建造,置身於天文研究的最 前端。

靠著這些前輩對台灣基礎科學的支持,還有許多非常優秀的科學家、工程師們的奮鬥,中研院天文所不但在台灣搭起一座世界性的科研舞台,也讓台灣以及世界各地,具有天分的年輕學子們能發揮所長,為人類知識做出最佳貢獻。正是因為前人闢出一片沃土,台灣研究黑洞的團隊才有機會,在這個晚上開出迷人的 花朵。

陳明堂