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“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”屈原的《天问》流传了两千余年，不同时代的人都曾尝试破题。
当下，一批科研工作者正在努力给出“标准答案”。清华大学天文系副教授蔡峥就是其中一员。今年9月底，蔡峥团队发布了阶段性研究新成果，揭秘宇宙重元素来源之谜，对研究宇宙早期星系的形成、星系后续的演化乃至生命的起源都具有意义。
未来七八年间，蔡峥团队参与建设的世界最大且急需的宽视场光谱巡天望远镜（MUST）有望启用，将浩渺宇宙以一种前所未有的清晰度呈现在我们面前。
到那时，科普小说里浪漫的描述，或将成为现实——“我们抬头看时，总觉得星星遥远。但其实宇宙大爆炸时形成的原子，就是形成我们身体的原子。所以，星星并不远，因为我们就是星星本身。”
蔡峥团队利用国际最大的亚毫米波望远镜阿尔玛阵列（ALMA阵列）揭秘宇宙重元素来源之谜
寰宇寻真
在宇宙中，绝大部分物质不在星系里，而是在星系之间，这部分弥散在星系广袤空间里的物质被称为星系际介质。理论上，在宇宙大爆炸后不久，宇宙中只存在大量的氢、氦和少量的锂，而没有更重的元素，如碳元素和氧元素。但是天文学家们利用光谱确认了星系际介质中已经存在较重的元素。
“这就引出了一个关键问题，这些重元素从哪儿来？”蔡峥将故事的起因娓娓道来。现代宇宙学模拟给出一种“答案”——重元素主要是被小质量星系的恒星星风等抛射出来的。这就意味着小质量星系的活动似乎是重元素起源的原因，但在观测上，大多数光学波段的搜寻和探索都无功而返，所以这一假设并没有被证实。
“我们很快意识到只进行光学波段的观测是不够的，”蔡峥解释道，“就像是沙尘暴的时候，我们看不到太阳，星系也很可能被尘埃所遮蔽。”为此，蔡峥团队打算利用国际上最大的射电望远镜群——位于智利北部的阿尔玛阵列（ALMA阵列），对“宇宙早期重元素起源”问题进行深入研究。“亚毫米波段不受尘埃影响，可能找到‘隐身’的星系。”
年，经过与全球科学家“竞标”，蔡峥团队的提案以国际前列的排名抢到了竞争激烈的国际最大亚毫米波望远镜阿尔玛阵列（ALMA）的使用权，他们利用有限的30小时观测时间，获得了大约2TB的数据量，这个数量级至少可以储存两千部高清电影。紧接着就是对海量数据进行读取和分析研究，“编程大约需要1个月，随后是电脑跑数据，反复验算。”蔡峥推了推眼镜，寥寥几句带过。
最终，经过严苛的“海选”后，蔡峥团队将视野锁定在一个星系，并将其与数值模拟的结果进行对比，发现它比预想中重了1至2个量级。蔡峥说：“这表明大质量星系对重元素起源的贡献可能比先前预想的重要得多，表明宇宙中的重元素来自大质量星系的反馈作用，而并非来源于假设中的小质量星系。”如今，这一研究结果已经被国际知名天文期刊《自然·天文》（NatureAstronomy）发表，引发了天文学界不小的震动。
而鲜为人知的是，这次暗夜寻光差点陨灭。“只有信噪比超过4，才算是一次真实的探测。如果低于这个数值，就很可能是噪声等其他干扰因素引起的。最初，我们曾误算得出信噪比为6的‘漂亮数据’，可还没顾上庆祝，课题组成员吴昀荆就发现了纰漏。”蔡峥说，当时摆在面前的有两条路：一条是放弃前面几百个日夜的煎熬，从头再来，结论未知；一条是以一种相对省力的方式对当前研究过程进行修改，以达到标准。
“一切归零。整个寒假，我们泡在办公室里，反复核对、检验数据。”蔡峥说，最终的数据结果踩在真实观测的“门槛”以上，如果再低一些，也许就不会被认可。而这也是论文发表前，严格的专家们与团队反复争论的内容。“最后终于用事实与数据把专家们都征服了。”蔡峥笑着，脸上流露出一丝欣慰的笑容。
暗夜寻光
在蔡峥位于清华大学的办公室内有一块小黑板，上面密密麻麻地写着各种公式、数字和草图，红色、蓝色的字迹叠压着，挤占着每一寸板面。角落里，不知道是哪位濒临“崩溃”的研究生用笔重重地写了一句“我不理解”，还赌气般地画了个皱眉的表情。不过字迹已经被叠画上了数轴图，旁边还列了几行公式。这块黑板无声地描绘着科研的过程：一定会遇到挫折，会感到沮丧，会吐槽，但不会放弃，不会停下。
蔡峥当然也经历过很多次失意。他回忆起自己在美国读研究生时的第一次独立观测，形容为自己人生的“至暗”时刻。直到现在，他还是会拍一下脑门，苦笑着说：“观测前，导师就告诉我这次机会很珍贵，要争分夺秒，一秒钟就是一美金。”轮到蔡峥观测，他紧紧盯着望远镜，但透过镜片看到的只有一片“寂寞”——之前选定的目标星压根没出现。
“观测结束后，我反复在山上走来走去，那里没有月亮更没有灯，黑漆漆一片。但我都顾不上害怕，因为心情太低落了。”沮丧之余，他还给自己算了笔账，这次无功而返浪费了三个月的工资，“更难过了”，回忆起十年前青涩的自己，蔡峥低下头无奈地笑了笑，发丝已有零星几缕白色。
当时，蔡峥要找的是一颗隐匿在漆黑天穹中的暗星。常规的观测方法是先用望远镜精准地指向它附近的一颗亮星，提前计算亮星和目标源的间距，根据结果将望远镜精准地挪过去。可这颗亮星是一位“运动健将”，一刻不停地运动，两星间距自然也和提前算好的数据不一样。“后来导师说，网页下面有一行小字，提醒这是一颗高速运动的星。我怎么就没看到？”蔡峥说，这个教训他能记一辈子，“我是个自尊心挺强的人，导师指出的任何问题我都印象深刻，包括他对我英文发音的纠正。”是教训，也是动力。
留学期间，由于学业繁重，加之刚到美国时语言交流的困难，蔡峥成了天文大楼的开灯人和关灯人。在美国加州大学圣克鲁兹分校从事博士后研究期间，蔡峥获得了美国太空总署（NASA）授予的“哈勃学者”称号，因为他发现了宇宙早期大尺度结构以及宇宙早期最亮的星云。
说是最亮，但由于距离太过遥远，这片星云在地球上凭借肉眼根本无法观测，需要用4米宽巡天望远镜对准曝光两个小时才可能看到。“这次我没有再选高速运动的星当参照。”蔡峥倒不介意拿自己曾经的惨痛经历当“梗”，“但观测三天，前两天一直下雪，望远镜根本开不了，直到最后一天早上，雪还没有停的迹象。但我还是从宿舍出发了，雪大无法开车，只能走路上山，我深一脚浅一脚地向山顶爬，走了一个多钟头。”到达山顶处时，衣服都被雪和汗浸湿了，“只能用狼狈形容。”他说。
转折出现了，当天后半夜，天空放晴，但这并不意味着胜利。调整望远镜位置、决定仪器类型、更换滤光片、随时检查数据……任何步骤都需要最准确的判断。蔡峥举了个例子，圆规的最小刻度是1度，而望远镜的指向和跟踪精度需准确到圆规最小刻度的三万六千分之一，“也就是说，我们需要操控几十吨重的望远镜达到如此精准的角度，才可能实现观测。”
“每一次观测、每一次实验、每一个工程都可能失败，但只要坚持初心，就一定能有成果。”就这样，蔡峥靠着“白天解不开，晚上继续耗”的执着劲儿，与相距亿光年的一片星云相逢。从此，这片云洗去一路尘埃，散发出最动人的光芒。
天外寻梦
探索宇宙的志向是蔡峥上初中时就埋下的种子。那时，他对物理非常感兴趣。到了高中，更是痴迷于科普书籍和电影。与预想不同的是，蔡峥对天文的热爱少了点浪漫情怀，多了份理性，“我怕冷，深夜到荒郊野外看星星，对于我而言绝算不上享受。但我选择天文物理，还能坚持做下去，最初的动力就是想探究宇宙背后的规律。”在北京五中念高三时，蔡峥凭借第二十届全国物理竞赛北京一等奖的优异成绩，进入了中国科学技术大学物理系。随着专业学习的逐渐深入，他了解到我国在天文领域相对落后的现状。于是本科毕业后，选择了出国留学。
临行前，蔡峥的爷爷反复叮嘱，学习到先进的知识后，一定要回来建设祖国。“爷爷年参加革命，参加了抗日战争、解放战争。奶奶也一直跟随爷爷走南闯北，身经百战，在长津湖战役中荣立二等战功，是杨根思的同连战友。他们用实际行动影响了我，要做一个对国家、对人民有用的人。”
求学之路并非一帆风顺，蔡峥也曾对专业有过动摇。“只要跟家里提到是否应该转专业，父亲就觉得我是不是遇到什么困难了。”蔡峥笑着坦白，“肯定是遇到些不顺心的事才会提，但年轻气盛，就是不想承认。”就这样，转专业成为了几次生活“调剂”，轻描淡写地划过了。
走出去，确实看到了更广阔的天。蔡峥认识到，单纯凭兴趣，用“一张纸一支笔推导公式”的路也许在今天不好走。在大数据时代，要想实现重大突破，科研仪器必须先行。“因为缺少相关的大科学装置，中国的科学家只能借助外国装置进行研究，遇到的困难可想而知。”身在异国，蔡峥在不断充实自己的同时，也时刻
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