Cosmic Dawn with Nobel Laureate John Mather
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詹姆斯·韦伯太空望远镜正在做天文学家几十年来梦寐以求的事情：窥探我们宇宙的早期过去，这段时期被称为宇宙黎明。一部新的NASA纪录片——也称为《宇宙黎明》——记述了韦伯望远镜的设计、建造和发射的幕后故事。2006年诺贝尔物理学奖获得者约翰·马瑟提出了该望远镜的设计方案，并领导其科学团队数十年。在本访谈中，马瑟谈到了他的生活、他的研究以及告诉他获得诺贝尔奖的黎明前的电话。</context> <raw_text>0 您正在收听NASA的《好奇宇宙》。我是您的主持人帕蒂·博伊德。NASA正在做天文学家几十年来梦寐以求的事情。詹姆斯·韦伯太空望远镜正在窥探我们宇宙的早期过去，观测一些最早形成的恒星和星系，以及大爆炸后的第一缕光：宇宙黎明。

《宇宙黎明》也是一部全新的NASA纪录片的标题。它讲述了韦伯望远镜设计、建造和发射的鲜为人知的故事。您将大饱眼福。您可以窥探NASA的洁净室、铍矿，甚至还可以经历飓风。其中有很多曲折。在盛大首映之前，我想和一位比几乎任何人更了解韦伯望远镜的人谈谈，因为他正是最早构想出这个望远镜的人之一。

约翰·马瑟是NASA的高级天体物理学家。他一直是这里的一位科学名人，这甚至在他2006年获得诺贝尔物理学奖之前就已经如此。我认识约翰几十年了，和他坐下来聊聊他的生活、他的研究以及获得诺贝尔奖的真正感受真是太有趣了。约翰·马瑟，欢迎来到《好奇宇宙》。谢谢你，帕蒂。很高兴能和你一起在这里。

我很高兴你在这里。自从詹姆斯·韦伯太空望远镜发射以来，我们已经有段时间没见面了。所以首先，恭喜你取得了如此惊人的成功……这是一个奇妙的、绝妙的观测站，而且运行得非常出色。所以我们刚才提到了宇宙黎明。什么是宇宙黎明？宇宙黎明是大爆炸之后万物开始启动的时刻。

所以直到现在我们才知道它是如何开始的。但是，你知道，大爆炸给了我们一个膨胀的宇宙，但其中还没有恒星和星系。那是138亿年前的事了。所以时间流逝，一些事情发生了，恒星和黑洞出现了。我们想知道这究竟是怎么回事。我们称之为宇宙黎明。这是宇宙中的第一缕光芒。

那么让我带你回到过去，回到另一种宇宙黎明，一个不同的开始。你的起源故事。你在新泽西州的一个农村地区长大，对吧？是的。你还记得你童年时某个特定时刻，你对宇宙的好奇心第一次被点燃吗？很难准确地回忆起那么久远的事情。

我六岁的时候没有实验室笔记本可以写东西。但我确实记得我大约六岁的时候，我爸爸在睡前告诉我：“你知道，你是由细胞构成的，细胞里面有染色体，它们在某种程度上控制着你的未来。而你不知道是怎么控制的。”我想，“这真有趣”。但我最终并没有成为一名生物学家。然后到我八岁的时候，我已经意识到天文学了。我们去过纽约市参观自然历史博物馆和天文馆的演出，还有……

他们在天花板上展示了行星的运行轨迹，天文馆门口外面还摆放着一块巨大的陨石。我认为这非常令人兴奋。你拥有望远镜吗？最终我拥有了。高中时，我终于攒够了零花钱，从Edmund Scientific公司买了一面镜子，大概这么大。我买了一些透镜，做了一些目镜，用纸板和管子之类的东西……

然后我做了我的望远镜，这样我就可以透过它观察了。——太棒了。——我还留着它。——太棒了。那么，在你建造这第一台望远镜的那一刻，你有没有想过，总有一天我会建造最令人惊叹的望远镜，它将发射到距离地球一百万英里的地方？——不，那是在太空时代之前很久的事了。——是的。——所以，没有任何迹象表明这一点。——那么让我在这里插一句，解释一下约翰·马瑟和他具有开创性的研究是如何成为一件大事的。

在约翰于20世纪60年代开始他的职业生涯时，科学家们做出了一个非凡的发现。我们称之为宇宙微波背景辐射。这种辐射实际上是大爆炸遗留下来的微弱余辉。它可以为理解宇宙和我们所有人的起源提供线索。最终，约翰领导了一项从太空测量和研究这种辐射的任务。

NASA发射了一艘名为宇宙背景探测器（简称COBE）的宇宙飞船。约翰领导了COBE的整个生命周期，构思了这项任务，并领导了该团队，该团队开创了一些真正优雅的科学技术。这项与COBE合作的工作为他赢得了诺贝尔奖。1990年，我在一次天文学家会议上，约翰分享了COBE的第一个发现结果。这听起来可能很疯狂，但这篇报告绝对令人兴奋。

我当时还是一名研究生，看到COBE的第一个结果非常兴奋。而我没有意识到的是，会议上的几乎所有其他人和我一样兴奋。事实上，会场座无虚席，人满为患。我告诉你，感觉就像一场摇滚音乐会。

约翰一用投影仪展示COBE的早期结果，我们就都站起来为他鼓掌。因为他向我们展示的是迄今为止关于我们宇宙早期演化的最清晰的图像，而这仅仅是未来事情的预兆。无论如何，在他开始研发詹姆斯·韦伯太空望远镜之前很久，约翰就已经通过彻底改变我们对大爆炸后宇宙最早时刻的一些了解而闻名于世。

你是什么时候第一次听说大爆炸的？啊，好吧，高中三年级后我参加了一个物理暑期学校。我去了康奈尔大学。当我上大学的时候，人们在1965年发现了宇宙微波背景辐射。

我不知道它最终会对我们来说有多重要。是的。起初，好吧，它存在。你不知道你会从中获得如此多的信息，我们最终从COBE卫星以及随后出现的其他卫星中获得了这些信息。是的。所以对我来说，这是这项工作中最大的惊喜。不是大爆炸发生了。为什么不会发生呢？是的。但是我们怎么能发现这么多，而我们已经发现了呢？对。

所以你了解到宇宙微波背景辐射是在60年代被测量的。你是如何从那里走到领导一个发射望远镜的项目呢？哦，我的天哪，这是一个漫长的故事，但NASA说他们想要新的科学任务提案。这只是，1969年我们登上了月球。我想这是五年后。哇。

黄金时代。好的，好的，有人有什么想法吗？好的老板，我的论文项目失败了，但我们应该尝试在太空中进行。他知道这是一个好主意。他已经熟悉了为什么这是一个好主意的原因。所以NASA所做的是，他们说这很有趣，好吧，这里有一点钱可以走得更远，我们有了一个想法。这就是我们最终建造的东西。

建造它，发射它，建造它，操作它，得到了惊人的结果。在发射几周内，我们就知道每个人都称之为大爆炸的宇宙膨胀故事是正确的。

因为有一样东西叫做光谱，它说明了这种辐射在每个波长下的亮度是多少？如果它真的是那个早期时刻的残余物，那么它就完全符合预期，对吧？所以为此获得了热烈的掌声。我在那里，约翰，你在那里。是的，我不知道我是否曾经……成千上万的人在那里，我认为我的观点是扭曲的。我认为是星期六。没有人来。我

但是每个人都来了。挤满了。挤满了。是的，座无虚席。我认为我们都知道我们的职业生涯中再也不会像那样了。我们不会再有那样一个时刻，每个人都同时对这里正在发生的事情，对这些数据有一种欣喜的认可。

但是对你来说是什么样的呢？你第一次看到你刚才描述的那条曲线是什么样的？你第一次看到它的时候是什么样的时刻？——实际上发生的事情是，我记得是那些从事校准过程、软件的人在一个早晨打电话给我，“你必须看看这个。”所以他们有一个图表，他们，“哦，你必须看看这个。”好的。

“啊，这正是我认为它会是什么样的。”——哇。——我希望我们很快就能宣布这个消息。——随着时间的推移，这是一个如此重要的结果，它最终成为了获得诺贝尔奖的工作。——是的，尽管这只是其中的一部分，因为我们从该任务上的另一个仪器中获得了第二个甚至更重要的结果。我们制作了一张地图，看看这种辐射在各个方向上是否同样明亮。——对。——如果它真的是宇宙的话，它应该是这样的。

它应该比这里更不同，因为我们相对于宇宙的其余部分在移动。这是真的。这与我们所认为的相符。然后最大的问题是，它上面有斑点吗？它是否斑驳？大爆炸是不均匀的还是完全光滑的？

这是第一个真正证明它是不均匀的证据。其他人一直在研究它，并且有从地面测量的证据。其他人有说法，但它不是……

这么大的事，我们制作了一张整个天空的地图。所以你不能错过它，模式就在那里。所以你不仅知道它是不均匀的，你还知道斑点在哪里。我们知道斑点在哪里。所以史蒂芬·霍金看到了那张地图，他说，这是本世纪甚至有史以来最重要的科学发现。而且它并没有立即完全理解为什么他认为它如此重要。但我认为他的意思是……

早期宇宙并非到处都相同，这意味着引力可以拉回一些膨胀的物质，并将其拉回一起形成星系。所以我们在这里是因为早期宇宙有斑点。

然后当然还有关于是什么造成了这些斑点的大难题。我们不知道。也许有一天我们会知道为什么这些斑点在那里。也许是量子引力，也许是其他一些故事。现在我们不知道它们为什么在那里。这是很久以前的事了，2006年，你发现自己获得了诺贝尔奖的那一天。

你能告诉我们那一刻是什么样的吗？是的，事情的发生方式是，你在东部时间早上5点45分接到一个电话。你被告知要留意电话吗？我得到了一些暗示，说这可能是我们的一年。无论如何，电话来了，我躺在床上，我醒了。所以发生了。你和瑞典的人聊了一会儿。然后他们说，我们可以让记者接听吗？你跟他们聊了一会儿，然后挂断了电话。

然后你一这样做，电话又响了。一次又一次。他们说话。过了一会儿，你意识到你永远不会吃早餐了。你穿着睡衣。如果你继续和这些人说话，你就哪儿也去不了。所以把电话挂断，然后继续你的一天。但在一个小时内，记者们就来到了我家门口。我的邻居们挂起了气球。所以这太棒了。是的。是的。

从你接到电话到你去领取奖项之间有多长时间？嗯，我想我们在十月接到电话。仪式是在12月10日举行。哦。所以当你到斯德哥尔摩时，这是一种完全令人难以置信的体验。我敢打赌。你不会刚下飞机。你会受到外交官的迎接，然后被带到一个特殊的等候室，那里有一堆巧克力诺贝尔奖章。真的吗？在你走进酒店之前，到处都是寻求签名的人。

“哦，我的上帝，我不想这样做。我想去洗手间。”所以无论如何，你处理了这件事，然后你尽可能快地睡着了。这是一种非常非常令人难以置信的体验。即使现在回想起来，我仍然无法告诉你它如何让我的小心脏怦怦直跳。——多么令人惊叹的一天。——是的。所以我认为我们都感觉我们是家人。我们一起完成了这件事，我们为自己感到骄傲，因为我们一起完成了这件事。

所以你现在已经积累了所有这些惊人的信息，建立在COBE的基础上。

你是如何从COBE和斯德哥尔摩的诺贝尔奖，像一项伟大的成就，也许很多人会说，啊，都完成了。但是不，你并没有完成。你继续做了下一件令人惊叹的事情，对吧？实际上，发生的事情是我在想，好吧，我们再也不会做比这更酷的事情了。我收到了来自NASA总部埃德·韦勒的一条电话留言。我们将开始对新的望远镜进行研究，该望远镜将在哈勃望远镜之后出现。

——好的。——好的，顺便说一句，如果你想做这件事，我明天需要一份提案。——哦，天哪。——我开始与工程师和其他科学家会面，说，好吧，我们需要建造什么，为什么我们应该那样建造它？所以那是95年。——哦，天哪。——我们开始着手这件事。所以这甚至是在诺贝尔奖颁发之前。

——那么你如何知道，比如哈勃望远镜之后的望远镜是什么？下一个重大创新是什么，这个想法是如何产生的？——好吧，人们甚至在我参与之前就已经思考了这个问题20年了。所以他们知道下一个机会是什么。你可以在太空中做些什么，而你无法以其他方式做到呢？

结果是红外天文学。那么为什么你不能从地面上做到呢？好吧，地面上的望远镜会发出它自己的红外辐射。大气层会发光，而且在许多波长上是不透明的。所以你根本无法以其他方式做到。如果你想取得任何进展，你必须建造一台望远镜。如果你能建造它，你能看到什么？

首先，你可以看到更久远的时间，回到最早的星系。你可以看到恒星正在诞生的尘埃和气体云的内部，因为尘埃云对红外波长更透明。

第三，你可以看到那些甚至不够温暖而无法用可见波长发光和发出信号的东西。所以，好的，这是一个伟大的新机会，我们立刻就知道我们必须做什么以及为什么我们必须这样做。事实证明，正如你所知，这样做极其困难。对。这部纪录片讲述了一个令人惊叹的故事，你知道，非常感人。其中有很多时刻，事情看起来不同……

困难，对吧？事情看起来可能太难了。这对你的团队来说一定非常有压力。作为领导者，你如何应对这些困难？当事情变得艰难时，你如何让团队团结一致地朝着目标努力？好吧，我认为我没有在领导方面做过什么非常明显的事情，关于这一点，但我一直以来的观点是，我们将做到这一点。我一直觉得我们上面的领导层是支持我们的。

他们希望我们完成。他们希望我们找到一种方法。我从未觉得我们上面的任何人想阻止我们。

所以，他们会找到方法。所以，我们在技术层面会找到解决方案，他们会找到方法来确保我们能够真正地执行它。所以，你总是保持着这种闪耀的知识，如果我们想做我们所说的科学，它必须通过这条途径。是的，我一直这样感觉，我一直对来自我们上级的支持充满信心。

关于坚持和耐心，有一件很有名的事情。它被称为棉花糖测试，他们会给孩子们做这个测试。哦，什么是棉花糖测试？棉花糖测试是，你向一个孩子承诺，他们可以得到这个棉花糖，但如果他们能等10分钟，他们可以得到两个。所以答案是，好吧，有些孩子会立刻跳起来拿一个，而有些孩子会等更久，然后拿两个。我认为有些孩子有耐心是因为他们信任周围的成年人。

与其说有些孩子没有耐心，有些孩子有耐心，不如说他们认为周围的世界是什么样的。所以我知道我们有一个相当好的系统，我们的NASA组织足够好，可以完成这项工作。

约翰，我很高兴你的团队，项目科学团队，所有为他们的整个职业生涯工作，在某些情况下，将这个想法变成一个令人惊叹的现实的工程师和科学家们。看到所有这些结果出现在所有这些不同的领域，第一个星系，系外行星大气层，真是太令人兴奋了。再次祝贺你和整个团队。谢谢。我认为我们的团队赢得了很多尊重。

这非常像一个团队项目。人们认为这是我的望远镜。这是一个团队望远镜。约翰·马瑟是NASA的高级天体物理学家。您可以在NASA纪录片《宇宙黎明》中体验詹姆斯·韦伯太空望远镜的完整幕后故事。从6月11日起，在nasa.gov/cosmicdawn上观看这部电影。它还将在NASA Plus上进行流媒体播放，NASA Plus是NASA自己免费点播的流媒体平台。请访问plus.nasa.gov查看。

这是NASA的《好奇宇宙》。本集由克里斯蒂安·埃利奥特和雅各布·平特制作。我们的执行制片人是凯蒂·科宁斯。克里斯托弗·金是我们的节目艺术家。我们的主题曲是由System Sounds的马特·鲁索和安德鲁·桑塔圭达创作的。如果您喜欢收听来自NASA科学家、工程师和宇航员的故事，请告诉我们。我们喜欢听取您的想法。给我们留下评论，并将本集发送给需要更多宇宙知识的朋友。

别忘了，您也可以在您最喜欢的播客应用程序中关注NASA的《好奇宇宙》，以便在我们发布新剧集时收到通知。3、2、1。这是NASA的官方播客。嘿，NASA的粉丝们。如果您想了解更多关于载人航天飞行的信息，我认为您会喜欢《休斯顿，我们有播客》，这是位于德克萨斯州休斯顿的NASA约翰逊航天中心的官方播客。《休斯顿，我们有播客》。

我是加里·乔丹。我是戴恩·特纳。每周，我们的团队都会采访专家、科学家、工程师和宇航员，带您深入探讨围绕载人航天飞行和NASA科学的有趣话题。您可以在您最喜欢的播客应用程序上收听《休斯顿，我们有播客》，或者在nasa.gov/podcasts上找到我们和机构的其他播客。