青年科學傢郭福來：給黑洞算“模型” 探宇宙之秘密_中國科學院

郭福來在辦公室指導學生　張亨偉　攝

中新網上海12月9日電 題：青年科學傢郭福來：給黑洞算“模型” 探宇宙之秘密

作者 鄭瑩瑩

“宇宙中超大質量黑洞之於星系，正如一枚硬幣之於地球。然而，這枚硬幣卻影響瞭整個星系的氣候與發展。”中國科學院上海天文臺研究員郭福來說。

郭福來展示上海天文臺信息計算中心的超級計算平臺 張亨偉 攝

黑洞，人們眼中頗為神秘的天體，是40歲的郭福來期待用人生寶貴的時間去探索的謎題。

郭福來說，黑洞原本隻是愛因斯坦相對論的一個預言，有些間接證據，但一直沒有很直接的觀測證據，直到這兩年發現瞭引力波，證明瞭黑洞不是虛構的，是真實存在的。

在郭福來的辦公室電腦裡，宇宙難題化作一個個高深的計算模型。他的工作主要是研究超大質量黑洞周圍發生的現象，以及它對所在的星系或者星系團的影響。

郭福來1978年出生於浙江溫州，初二那年學物理，他就喜歡上瞭這門學科。

上世紀90年代中期，他來到瞭中國科技大學。那時，探索浩瀚宇宙的“科學種子”在他心中萌芽瞭，大學四年級時，他選擇瞭天體物理專業，開始以有生之涯探尋浩瀚宇宙的秘密。

那時，天文學在中國並不熱門，而電子通信、計算機等專業在中國大學校園裡很流行，郭福來說他也曾猶豫過，但卻總是不自覺地把時間花到瞭數學、物理的學習上，“記得那時候，還自學瞭相當一部分麥克斯韋寫的電磁學英文原著。”

基於這份渴望，大學畢業後，郭福來選擇去瞭物理學聖地之一的美國加州大學聖芭芭拉分校，攻讀物理系博士學位；後來到加州大學聖克魯茲分校從事博士後研究，這裡是加州大學天文臺總部所在，有許多國際知名的老中青天文學傢，科研氣氛非常濃厚；而後他又赴“愛因斯坦母校”瑞士聯邦理工學院工作。

讀博士期間，郭福來的科學興趣開始變得更具體，就是探索宇宙天體中的各種物理過程——天體物理。

“天體物理是一個非常廣闊的領域，可以應用到我們人類所積累的幾乎所有物理知識，我們生活的地球傢園本就是宇宙的一部分，”他說。

也就是在這一時期，他開始慢慢跟黑洞“打交道”。“現在人類觀測到的黑洞主要有兩類，一類是跟恒星比較接近的黑洞，它的質量是幾倍或者幾十倍太陽質量，叫恒星級黑洞。另一類黑洞，就是超大質量黑洞，它的質量一般是介於100萬到100億倍的太陽質量之間，比普通黑洞大很多。”他說。

美國費米伽瑪射線空間望遠鏡於2010年在銀河系中發現費米氣泡，引起國際學術界轟動。

“我們是最早提出它起源於銀河系中心那個超大質量黑洞的，我們的模型就是說它是黑洞噴流產生的”，郭福來說。自從他瞭解到費米氣泡的觀測發現後，就很快有瞭這個想法並迅速開展模擬計算。他與合作者在國際上首次提出瞭銀河系費米氣泡的黑洞噴流模型，即證明銀河系中心的超大質量黑洞的噴流爆發可以產生費米氣泡，相關論文於2012年發表後，6年時間已被引用120多次。

2013年夏天，郭福來回國呆瞭一個月左右的時間，走訪瞭國內很多個天文學單位，見到瞭許多同行朋友，看到瞭中國科學大發展景象，“國內剛好是做科研的一個非常好的時機，那時候就覺得回國其實挺好的。”

2015年，郭福來回國加入中國科學院上海天文臺，開始組建一個計算天體物理方向的獨立課題組。

在中國，天文學不像物理、化學這些學科發展得那般早，尤其是天體物理的發展更是晚一些。但回來3年，郭福來明顯感受到科研人才發展非常快，“你會發現天文學的科研人員增加非常多，我也感覺到競爭越來越激烈。”

郭福來目前在研課題側重於超大質量黑洞、宇宙線天體物理、星系星系團中的氣體介質物理等研究。他想做點有意義的工作出來，“國際天文學研究競爭很激烈，每個好的方向都有很多人在做，我們需要最早把重要的結果做出來。”

在他看來，跟其他工作不同，做科研需要非常投入。郭福來說，剛開始做科研的時候，腦子裡天天想的都是這些科學問題，乃至於一些大突破都是在陪妻子逛商場時，坐在凳子上想出來的，“遇到Eureka moment(靈光一現的時刻，傳說最早是古希臘科學傢阿基米德洗澡時，想到用水可以測量金屬皇冠體積時提出的)，就趕緊回去改程序、重新計算。”

“暗物質、暗能量、黑洞、星系、宇宙線、宇宙中的等離子體……，這些都是當前天文學傢研究的宇宙對象，其中有些我們完全不知道其本質是什麼，有些我們瞭解得更多一些，但總存在一些我們不清楚的關鍵問題。這些宇宙中的秘密，吸引我去探索，期待有一天能發現其中那一點點專屬於我的重要秘密，不負韶華。”他說。(完)