李海寧

我從事的職業(yè)是天文學研究；我關注的對象是銀河系里上千萬顆形色各異的星星，更準確地說，我追尋的是宇宙中最古老的星星；我的終極目標是，找到點亮宇宙的第一縷光。

和許多從事天文研究的同行不一樣，我小時候的理想是成為一名考古學家。后來機緣巧合，進入到同樣酷炫的天文學領域。準備讀博士研究生時，我發(fā)現竟然有“恒星考古”這個方向，兜兜轉轉，我以另一種方式實現了兒時的理想，成了一名“太空考古人”。而且我發(fā)現，在星空里考古的感覺居然相當不錯，它帶來的震撼也是難以想象的。

太陽是太陽系的大家長，也是太陽系最重要的成員。因為太陽，地球才有晝夜變換、四季更替，才能獲得地球生命所需要的各種形式的能源。然而，在浩渺無際的宇宙中，這個人類所仰慕和賴以生存的太陽只是一顆再平凡不過的恒星，如果按輩分來算，要排到恒星界的第N代了。而恒星考古最關心的是恒星界的老祖宗們——宇宙中的第一代恒星和第二代恒星。

根據現有的標準大爆炸理論，大約138億年前，宇宙大爆炸產生了大量的氫、氦和極其微量的鋰。在這樣的環(huán)境下，第一代恒星誕生了，第一次點亮了整個宇宙。但可惜的是，第一代恒星個頭龐大，比一百個太陽還要重，消耗能源的速度也異常驚人，所以都是“短命鬼”，只能活數百萬年，我們目前還沒有辦法借助望遠鏡直接看到第一代恒星。最終，它們以絢爛而劇烈的超新星爆發(fā)結束了一生，將自己制造的各種新元素——碳、氮、氧、鈣、鐵、鋅等等，拋射到四面八方的星際中，繼續(xù)孕育它們的后代——第二代恒星。

幸運的是，第二代恒星的個頭比太陽還要小，因此能夠一直活到今天，使我們有可能接收到它們的星光。由于從宇宙大爆炸到它們出生，時間間隔非常短，所以它們的年齡幾乎和宇宙一樣大。更重要的是，這些古老恒星有個非常厲害的本領，能夠在自己的表面大氣中保留出生地的特征信息。因此，通過分析這些古老恒星的性質和成分，我們就能推演出它們誕生時，也就是宇宙嬰幼兒時期是什么模樣，發(fā)生了哪些事情。這些古老的小星星就如同遠古宇宙留下的化石，而通過它們追溯古早宇宙的過程和在地球上考古如出一轍，因此被稱為“恒星考古”。

在茫茫星河中尋找極其稀有的“宇宙化石”，收集它們的光芒，分析它們的成分，然后反推這些古老星星誕生時的宇宙是什么模樣——這就是我的研究工作，既像個考古學家，又像個偵探。在許多人看來，這份工作既浪漫又酷炫。事實上呢？

和在地球上尋找恐龍化石一樣，要找到真正的“宇宙化石”，絕非易事。恒星考古就如同大海撈針，以太陽附近的空間為例，每20萬顆恒星中，僅能找到一顆讓我們心動的“宇宙化石”。沒有“足夠的緣分”，真的很難遇到自己心儀的“宇宙化石種子選手”。剛讀研究生時，因為數據庫不夠好，耗費半年時間初篩候選體，連續(xù)處理大量的數據，最后也沒能找到有價值的信息。

不只是“海選”辛苦，接下來的“精挑”——對選出來的化石做高分辨率、高精度的光譜分析——更讓人崩潰。動輒就是好幾百顆星星，每一顆星星都有好幾百條譜線，每一條暗弱的譜線都要去細細測算。時不時還要推倒重來，反復分析。剛開始接觸高分辨率光譜分析的那個學期，我甚至有一次在夢中因為遇到一條怎么都擬合不上的譜線被急醒。

因為我們所研究的“宇宙化石”恒星非常遙遠而暗弱，為了細致觀察它們的光譜，需要用到世界上最大的光學望遠鏡，所以我常去的觀測地點之一是夏威夷。集齊了“星辰大?！?，這下終于可以實現浪漫了吧？起初我也是帶著這樣的憧憬出發(fā)的，可當我到達觀測中轉站，眼前卻是另一番景象。

每次觀測，我都要一頭扎在那座遠離海灘和人群、海拔4000米的火山山頭上。雖然關于浪漫的想象似乎破滅了，但我們其實格外珍惜每次觀測機會，因為申請時間競爭異常激烈，我們必須與全世界同行通過自由競爭來申請使用權限，一般成功率也就百分之幾。更重要的是，就算你披荊斬棘成功拿到了使用望遠鏡的機會，并不意味著你就一定能夠順利完成觀測任務——因為對于觀測天文學家來說，在光學波段觀測，就和種莊稼一樣，得靠天吃飯。

第一次去夏威夷觀測，我申請到兩個觀測夜，抵達的第二天卻突然變天，觀測無法繼續(xù)。我有些沮喪，同行的合作者是有著20年經驗的日本天文學家青木教授，他非常淡定地開導我：“沒關系，觀測經常會遇到這種情況?！?/p>

第二年，我們再次相約夏威夷。第一天晚上觀測到一半，突然云涌了上來，陰雨天持續(xù)到第二天。如果說上一次觀測成功率是50%，那么這次只有25%。青木教授依然淡定，安慰我說：“別難過，我遇到過比這更糟糕的情況?！?/p>

第三年，又一次來到夏威夷，觀測當天上午艷陽高照，但下午三點多，老天爺突然開了個大玩笑，我們迎來了當地二十多年難遇的春季暴雪！很快，大雪封山。這一次，我們甚至連觀測室都沒能進去。青木教授嘆口氣說：“這是我目前遇到過最糟糕的情況了。”而我，也因此獲得了一個觀測天文學者避之唯恐不及的諢名——“夏威夷雪神”。

每當這時，我都不由得感嘆：再浪漫的工作，具體到現實中的每分每秒，都是平凡而瑣碎的。

當然，夏威夷不只有雨雪交加，更有科學發(fā)現的驚喜。第二次觀測的時候，由于天氣遲遲不見好，大家只能坐在一起聊天，從宇宙起源一直聊到國際局勢。凌晨三點，大家都有點撐不住了。為了挽救尬聊的場面，我號召大家：“來看看昨天的觀測數據吧！”——“這顆不錯?！薄斑@顆也挺老的。”“嗯？”突然我發(fā)現有條光譜似乎有問題，這個地方不應該有這么強的吸收特征啊，當時的第一反應：不會是我們數據處理出問題了吧？經過現場三人輪番排查，終于排除了技術錯誤的可能性，證明我們看到的是一條真實存在的、超強的鋰元素吸收線！

探測到鋰為何如此激動？其實，不僅對于人類來說鋰是重要的微量元素，對于恒星來說，也是如此。而我們所關注的古老“宇宙化石”恒星尤其缺乏鋰，在正常光譜中的鋰線位置通常沒有什么波動，但現在卻強到出乎意料！

于是，我第一時間給從事理論研究的合作者寫了封郵件求解。等待回復的那幾天，內心非常糾結：一方面希望能得到合理的解釋，另一方面又暗暗希望他們解釋不了。在隨后的一段時間里，我們進行了各種測試，都沒能完整地解釋我們看到的奇異現象。美國《科學新聞》雜志第一時間對我們的發(fā)現進行了報道，讓我開心了好幾天。更讓我興奮的是，平時總是理論學家指導我們實測，這一次，我終于可以給理論學家制造一點“麻煩”了。

從那之后，我們開始重點關注鋰線特征，并且陸續(xù)挖到了好幾顆這類奇特的“宇宙化石”?，F在，我們正聯手理論學家嘗試解釋，它們究竟是從遠古宇宙的什么地方獲取了那么多鋰。這是一個現有理論無法解答的問題，如果有一天找到了答案，將有可能改寫人類對于宇宙中元素起源的認知。

在星空中“埋頭考古”了十年，我們成功找到了將近400顆“宇宙化石”，它們誕生于130多億年前，也組成了目前世界上最大的化石恒星數據庫。這些“宇宙化石”恒星就像一把通往未知的鑰匙，可以幫助我們追溯生命物質的宇宙起源，是我們解答這一宇宙終極問題的關鍵。而越多地了解這些宇宙起源的關鍵問題，我們越有能力更好地預測人類的未來。

今天，恒星考古迎來了全新時代，除了用郭守敬望遠鏡、蓋亞探測器等大規(guī)模巡天設備開展全天掃描式的觀測之外，我們還有詹姆斯·韋布空間望遠鏡等先進設備的助力，能夠在更廣闊的宇宙空間開展太空考古，也能看到更遙遠、更古早的神秘宇宙，甚至在未來的某一天，我們將真的有能力親眼看到嬰幼兒時期的宇宙，接收到來自宇宙第一代恒星的光芒。

于我而言，恒星考古不僅是一項流程繁瑣有挑戰(zhàn)的技能，是我們窺探宇宙鴻蒙之初的一扇窗口，更是我們對周遭世界產生全新感知的路徑：我們身上的每一個原子，氫、氧、碳、鈣、氮、磷，和古老的“宇宙化石”幾乎一模一樣，都穿越了130多億年的時空，從大爆炸而來，從宇宙的起源而來。我們每個人都來自星塵，這不是“雞湯”文學，而是科學事實。

某次，一位朋友因為工作上受挫而自我懷疑極度憂郁，我便用這套理論開導她：“你身體里大約有70%是水，對應8.6%的氫，它們全都是宇宙大爆炸產生的！所以，這個120斤的你就攜帶著差不多9斤來自大爆炸的氫！完全是具有宇宙意義的重要存在啊！”朋友聽了，更難受了：“你才120斤呢！”

玩笑歸玩笑，對我來說，感受到這一點真的很酷。雖然無論是從質量、空間還是從時間演化的尺度上來說，人類相比宇宙都非常渺小，但是，從生命元素的起源上來說，我們每個人身體里都留下了宇宙大爆炸的證據，我們每個人對于宇宙都具有特殊的意義。我和你，每一個人都是。

遙想年少的自己，一心要考古這個奇妙的世界，沒想到一路“考”到了130多億年前的時空，窺見了遠古宇宙的奧秘。在今天，女博士不再是罕見的第三類人，能夠仰望星空的女性越來越多，有機會實現夢想的女性也越來越多。有人在追逐自己心中最亮的星，也有人成為了他人心中最亮的星。所以，有夢就去追吧。而我，為了追尋宇宙第一縷光，會愈發(fā)堅定地在浩渺星空中一路考古下去。

（王偉摘自《環(huán)球》）