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1、脉冲星的发现者乔瑟琳贝尔伯勒尔 走上天文之路 乔瑟琳1943年7月15日生于英国北爱尔兰的贝尔法斯特，父亲菲利普是一名建筑师，母亲阿莉森是一位虔诚的贵格教徒。她后来还有了两个妹妹和一个弟弟。 乔瑟琳的童年是开心的。她的家在乡村，四周有广袤的农田，或许正是美丽的田园生活塑造了她开朗、乐观的性格，也使她能够耐得住孤独。当然，这时候乔瑟琳对天文没啥爱好，也完全无知。 转折发生在中学时代。那年，她的父亲承包了北爱尔兰亚尔马天文台的设计建立工程，乔瑟琳因此接触到了一些天文学家。小姑娘确定特别讨人喜爱，这些天文学家给她讲了天文学中很多神奇的学说和宏大的发觉，使她对天文学产生了极大的爱好。很快，她就把父亲书
2、库里全部有关天文学的书都看完了。她确定成为一名天文学家。 1961年，乔瑟琳中学毕业，报考了苏格兰的格拉斯哥高校，这是英国一所老牌名校，离家不远，而且有天文学专业。但她到校注册的时候变更了办法，进了物理系。根据她的说法，这样既有机会进行天文学探讨，找工作又不会太难。1965年，乔瑟琳毕业了，成果还不错。 乔瑟琳打算接着上学，攻读博士学位。她向曼彻斯特高校的焦德雷尔班克天文中心提出了申请，但没有胜利;同时，她还向剑桥高校和澳大利亚一所高校提出了申请。其实乔瑟琳没对剑桥高校抱多大希望，她已经起先打算去澳洲了。 但她尽然被剑桥高校录用了。 乔瑟琳最终正式走上了天文学的探讨之路。 打造新式望远镜 乔瑟
3、琳来到剑桥高校时，她的导师安东尼休伊什正在建设一个大型射电望远镜，这是无线电波探讨带来的一种新玩意儿，事实上就是一堆接收天线，用来接收来自宇宙天体的无线电信号。大约在30年前， 也就是20世纪30年头，人类才由美国无线电工程师第一次捕获到来自太空的无线电波。 这张照片拍摄于1968年，当时的贝尔25岁。 休伊什当时感爱好的是利用天体的闪耀来测量类星体的角径。所谓的闪耀是指恒星或者其他天体的光波在进入大气层以后，由于大气扰动而出现强度的快速起伏。角徑则是衡量天体在天球上大小的一个指标。一般来说，角径越大，闪耀就会越小，反之亦然。他申请到了17300英镑的经费，以便对一部已有的射电望远镜进行扩建。
4、乔瑟琳正好遇到了这个机遇，于是，她成了苦力。 休伊什在面积达18200平方米的场地上安装天线。与我们今日看到的那些巨型大锅不同，休伊什的望远镜就像果园一样，是由一根根天线组成的，这里要竖起上千根高2.75米的柱子，用来支撑长达120千米的天线。乔瑟琳的主要任务就是和另外5名学生一起，把这120千米长的天线正确组装上去，连接起来，以便能把它们收集的信号合并，使微弱而不行测的振荡电流增大到可以捕获和放大。这部射电望远镜可以借助地球的自转扫描星空。工程不小，休伊什看来真是须要不少劳力，这或许是乔瑟琳能够意外被剑桥高校录用的重要缘由。当然，我们不能因为这事苛责休伊什，探讨生做苦力也是学术界的传统，就像
5、学徒要从打杂起先一样，直到今日也是这样的。 1967年7月，在乔瑟琳当了两年半苦力以后，天线网阵最终顺当连接完毕，可以正式启用。谢天谢地，她还有一点时间，可以完成她的博士学位论文。 惊奇的信号 为了记录星体的闪耀并便利解读，课题组没有运用计算机，而是刻意运用了纸带记录仪。事实证明，这个确定相当正确。乔瑟琳在分析了101多米的记录纸后，已经能够依据数据区分哪些是天体传来的闪耀信号，哪些是电视台、飞行器等的干扰信号。她能干净利落地抛弃那些干扰信号，找到须要的信息。 完成一项科学发觉的两大重要因素材料和特定设备的选择、探讨者分析和处理信息的素养，在乔瑟琳这里得到了完备的结合。 新发觉，已经只是时间问
6、题。 但是，分析数据的确是一项艰苦而繁重的工作，尤其是有一台在不停吐数据的设备。在之后的两个月里，乔瑟琳尽量追逐记录仪吐出的纸带，但仍旧落后一点，到了10月份，就已经积累了300多米没有分析的纸带真是一项可怕的工作！ 难能珍贵的是，乔瑟琳依旧保持着醒悟的头脑和敏锐的洞察力，并且一丝不苟地在进行工作。 事实上，8月6日晚上她就发觉了异样。她找到了一组“惊奇的信号”，这组信号既不能归入天体闪耀的信号，也不同于人类制造的干扰信号。这组信号有多长呢？在大约121米的纸带中能占1.2厘米的长度。乔瑟琳的看法之仔细由此可见一斑。 之后，她对该信号进行了追踪，发觉这组信号每隔大约23小时56分钟被记录一次，
7、出现得特别准时。要知道，这个时间恰好是地球自转一周的时间，也就是说，每当射电望远镜扫描到这个位置的时候就会出现这个特别的信号。或者说，这段特别的信号是由某个位置的一个天体发出的！ 休伊什在听取了乔瑟琳的汇报后，同意接着观测这个信号。但不幸的是，他们刚要更换一台更好的记录仪，所以，必需停止观测一小段时间。然而，当9月乔瑟琳再次运行记录仪时，怎么也找不到那个信号了。 来自星空的“小绿人” 直到11月28日，这个信号最终又出现了。乔瑟琳写道：“记录纸带在笔尖下缓缓移动，我看得出来这个信号由一系列脉冲组成，我还觉得这些脉冲似乎是等时间间隔的。当我从观测仪器中把纸带取出来，这些揣测在分析了图形后就马上得
8、到了证明。相邻脉冲的时间间隔是1.33秒。” 她将这个结果报告给了休伊什。休伊什认为这个信号只能是某种人为的信号，或许是个干扰现象。不过其次天晚上，休伊什还是亲临现场，观看了脉冲记录的形成。之后，他确认，的确没有过类似信号的记录，而且应当是来自太空。 乔瑟琳的发觉很快引起了小圈子的内部探讨，有人甚至认为这可能是地外文明向地球发出的信号，并打趣地称之为“小绿人”。然而乔瑟琳并不喜爱这样的解读。 圣诞节即将到来了，“小绿人”却始终压在乔瑟琳的心头。在回家度假的前夜，她再次进入试验室进行分析。让人激昂的是，在强射电源仙后座A影响的天区里，她又找到了一个“小绿人”整整齐齐的一段脉冲，周期是1.27秒。
9、她把结果放在休伊什的桌子上，然后就欢欣鼓舞地去过节了。因为，在她心里，所谓的外星人信号之类的揣测已经完全被否定：怎么可能会有两个遥远的星球恰好都找到了她的探测频率，而且采纳同一种方式向她发送信号？ 休伊什明显也有点亢奋了，他在假期让射电望远镜保持工作状态，在记录仪里装满了纸，把记录笔灌足了墨水，甚至在圣诞节当天还专程过来检查了仪器。然后，当乔瑟琳假期结束回到天文台时，就有一大堆记录纸等她来分析了 当然，休伊什也没给她白攒工作。她很快又发觉了两组信号，而且第四组比前三组脉冲的频率要短得多，只有也许1/4秒。这是一个让人惊羡的频率，是什么样的恒星能够发出如此高频的脉冲呢？ 休伊什觉得，是时候公布这
10、些发觉了。 原来是中子星 1968年1月，一篇题为一个快速脉冲射电源的视察的文章被寄给了自然杂志。论文共有5位作者，作为导师和课题组领军人，休伊什是第一作者，乔瑟琳为其次作者，在当时，这个排位是没有问题的。假如放在今日，一个比较合理的支配是，乔瑟琳是第一作者，休伊什是通信作者。但当时并没有通信作者的说法，休伊什的作者排位并不过分。 2周以后，也就是2月9日，文章发表。如此快速的发表在自然杂志中并不常见，说明白文章的重要性。 他们的发觉在天文学界引起了振动，涌现了很多说明这一发觉的理论。与媒体爆炒“小绿人”不同，学界将说明指向苍老的恒星。几经论证，大家最终取得了共识，这应当是人们寻找许久的中子星
11、。 在那个时代，人们已经对恒星的演化过程有了比较牢靠的相识。闻名物理学家朗道依据横向演化理论指出，肯定质量范围内的恒星在演化的后期会发生爆炸，内部猛烈的压缩会使质子和电子被压缩到一起，形成纯中子状态的星球中子星。中子星的密度极大，每立方厘米可以重达1010万吨。整颗恒星坍缩后还不及地球大小。同时，根据角动量守恒定律，它将获得极大的转速，大约一秒甚至更短时间就能自转一周，而在它的磁轴上会不停发出电波。这就好比一个不停旋转的灯塔，每旋转一周，就会有一束光照过来。这也是记录仪上产生信号脉冲的缘由，脉冲的时间间隔，正是它自转的周期。当时，人们对找寻中子星抱有极大的爱好，许多人试图通过X 射线等找寻中子
12、星，但都失败了。 中子星的发觉，最终落到了乔瑟琳和休伊什的头上。 这一年，乔瑟琳博士答辩，当然，顺当过关。 貝尔与她的终身成就奖 欠一个诺贝尔奖 在天文学界点燃了焰火之后，乔瑟琳结婚了。1968年，乔瑟琳和马丁伯勒尔结合，也因此获得了她名字最终的那个姓氏，成了乔瑟琳贝尔伯勒尔，他们的婚姻始终维系到11013年。 丈夫是一个政府职员，乔瑟琳心甘情愿地随他到处搬迁。她悄然离开了天体物理学领域，做一点兼职教学，间或也涉足一点探讨。这位曾特别有前途的女博士起先淡出人们的视野。 但人们没有遗忘她的贡献。11013年，富兰克林探讨所把该年度的迈克尔逊奖章颁发给休伊什和乔瑟琳。作为诺贝尔奖的风向标之一，人们
13、纷纷预料，诺贝尔奖要来了。 果真，11014年，诺贝尔奖委员会把物理学奖授给了休伊什和赖尔两位天文学家。这是首次将物理学奖颁发给天文学家。赖尔得奖的缘由是在射电天文学上的整体探讨，而休伊什则是因为发觉了脉冲星。但，这里没有乔瑟琳！ 这一确定引起了巨大争议，尽管休伊什的确做出了很大贡献，打算观测设备和方案，也指导和把握了探讨节奏，但把第一发觉人解除在奖项外，仍是令人匪夷所思的。 造成这一状况的缘由可能有两个：一是由于乔瑟琳的女性和学生两个弱势身份，让她受到了不公正对待;二是诺贝尔奖的评奖委员会对脉冲星的发觉过程缺乏完整的了解，只依据论文的署名依次颁发了奖项。但不管哪种说明，都不光彩。 科普作家约
14、翰格里宾毫不客气地指出，“诺贝尔委员会曾经做过许多惊奇的确定”，把乔瑟琳解除在外“是最令人震惊的确定之一”。天体物理学家霍伊尔爵士也调侃说，诺贝尔（Nobel）奖就是“没有贝尔（No-Bell）”奖（“贝尔”是乔瑟琳的姓氏）。 对此，乔瑟琳反倒比较冷静。她或许曾悲观或不满，但从没有表现出来。她说：“脉冲星的发觉已经给我带了来巨大的欢乐和一些我不应得到的名声。” 或许是接受了这次事务的教训，后来，在11013年给脉冲双星的发觉颁奖时，赫尔斯（R.A.Hulse）和他的导师泰勒（J.H.Taylor） 共同获得了荣誉。在那一次颁奖典礼上，委员会特别细心，特意邀请了乔瑟琳，这应当算是一种补偿吧。 第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页