深蓝色的畅想 發表於 2022-10-13 11:02:19

所系所念皆星河

“宇宙起源的理论虽然很多,但学界公认的只有宇宙大爆炸理论。其实,科学家们倒是希望出现一点特别情况,那意味着重大的新认识,比如最近的哈勃常数危机问题……”张同杰打开了话匣子。与很多科学家一样,张同杰的研究也是由兴趣驱动,他说:“对宇宙的好奇心,是人类的本能。”出生于山东农村的张同杰,由于条件所限,没有机会读高中,只上了一个中专——山东省平原师范学校。张同杰成绩优异,被推荐参加高考,然后考入山东德州师专(现德州学院)物理系,之后又考入山东省教育学院(现齐鲁师范学院)物理本科专业。张同杰小时候数学成绩特别好,老师也常常鼓励他。“那时我的理想是成为数学家。”张同杰说,后来他发现自己对物理更感兴趣,尤其是天体物理。他经常听收音机里的科普节目,也常在报刊上学习天文学相关知识,“报刊上介绍黑洞的文章,深深地吸引了我。”1993年,他考取了中科院上海天文台天体物理专业的研究生,走上探索宇宙之路。目前,张同杰带领团队在4个方向上展开研究,其中既有主流的标准宇宙学理论研究和观测,也有比较“冷门”的地外文明探索。宇宙学研究非常依赖观测,对技术设备的要求非常高。在张同杰身上,就有一种能迅速抓住前沿方向、利用最新技术手段的敏感。天文学家一直在寻找测量宇宙膨胀加速度的更好方法。理论预言,宇宙膨胀加速度变量极其微小——相当于在一年的时间内,增加了蚂蚁爬行的速度。这需要极高的观测精度。大约10年前,张同杰带领博士生于浩然(现厦门大学天文学系副教授)与一个国外的宇宙学研究团队合作,基于红移拖坠原理,提出了第一个宇宙加速膨胀的直接测量方法。但是,这一方法需要用分辨率非常高的射电望远镜对目标类星体连续观测5—10年才能得出结果。“中国天眼”(FAST)建成后,张同杰立即开展了FAST首个中性氢21厘米吸收线的宇宙加速度观测。宇宙演化模拟也是张同杰投入精力比较多的研究方向。早在2013年,张同杰就和于浩然用3万亿个粒子,模拟宇宙中微子、暗物质的分布和演化,还原了约137亿年的宇宙漫长演化进程。“模拟的粒子数越多,就好比摄像机的分辨率越高,‘还原’的宇宙演化史‘视频’就越清晰。”2013年“天河二号”建成,团队很快跟“天河二号”设计者取得联系,完成了数值模拟,那也是当时世界上粒子数最多的N体数值模拟。“超级计算机一般是五年一代,其算力第一的地位只能维持五六年时间,我们一定要抓住这样的窗口期,力争推动中国天文学研究领先世界。”张同杰说,他们团队仍在不断调整方向、优化算法,为下一次“上机”做准备。
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