中央研究院今年新科院士賀曾樸主要專長的領域是電波天文學、光譜學，以及恆星與行星的形成等。他有個鼎鼎大名的「師祖」：雷射的發明人、諾貝爾物理獎得主 Charles H. Townes。一般人或許會很納悶，為什麼一個天文學家的師祖是雷射發明人？雷射和天文學究竟有什麼關係？
一般而言，天文望遠鏡主要分為「光學望遠鏡」和「電波望遠鏡」，原理都是在接收觀測不同頻率的電波。天文望遠鏡所接收的電磁波，波長由長到短排列，包括：無線電、紅外線、可見光、紫外線、X射線，以及γ射線，但是用光學望遠鏡只能看到可見光、紅外線、紫外線等頻率。
賀曾樸解釋，電波天文學觀測的方式，主要是透過不同的頻譜波長與溫度的關係，研究宇宙中能量的分布。例如太陽的表面溫度約攝氏5500度，在頻譜上屬於可見光的範圍，所以可以用光學望遠鏡觀察，其他非可見光頻率的天文現象，無法透過可見光望遠鏡來觀測，電波望遠鏡就可發揮功效。
因為各種天體都會發出電波，電波天文學理論上什麼都可以做，賀曾樸形容「可以探索任何可以偵測到的，尋找以前所沒有發現的地方」。由於雷射與電波天文學都是在研究電波的頻譜，所以賀曾樸的老師、雷射發明人Townes的學生就把研究重心從實驗室中移到了太空。
賀曾樸回憶，剛開始在美國波士頓做電波天文學研究的時候，由於當時的電波望遠鏡很少，所以只能利用美國空軍監看蘇俄衛星的雷達，趁著軍方作業的空檔，趕快利用雷達的大天線接收太空中的訊號來做研究。
由於經歷過這種觀測工具的限制，賀曾樸日後非常重視設備的發展。他對觀測設備的迅速發展感觸也很深。「以前我們要花兩個星期才能得到的資料，現在的學生可能一秒鐘就搞定了」，賀曾樸回想在當學生時的情形，表示很多時候都要讓電腦不眠不休跑一整個晚上，為了怕同學不小心把電腦關了，研究心血白費，還到處拜託同學千萬要注意。
探宇宙起源 台灣出力
他非常津津樂道的是20年前在美國史密松天文台擔任研究員時，與許多天文學家倡議推動建造的「次毫米波陣列望遠鏡」（Submillimeter Array，SMA）。「次毫米波」是波長略小於毫米（millimeter）的電磁波，由於地球本身大氣中所含的水氣和氧氣的許多分子譜線落在這個波段，其輻射與對外來輻射的吸收，讓次毫米波段的觀測受到很大的限制，所以這個領域的研究發展得較晚。
SMA是由史密松天文台和中研院天文所共同建造，在2003年完成啟用。由於它屬於陣列望遠鏡，由八個電波望遠鏡組成，其中兩個是由台灣建造，也是中研院天文所成立以來第一個大型的研究計畫。
SMA位於夏威夷的毛納基峰（Mauna Kea）上，賀曾樸說，次毫米波段的望遠鏡無法在地面上進行觀測，因為大氣中的水氣會干擾電波的接收，並產生背景雜訊，所以一定要放在高山上或外太空中。毛納基峰頂的大氣穩定乾燥，晴天頻率高，因此是地球上進行天文觀測的極佳場所。
次毫米波望遠鏡主要是觀測溫度比較低的宇宙；賀曾樸指出，宇宙中大部分地方的溫度很低，約只有絕對溫度10度左右（絕對零度是攝氏-273度），而這個溫度在頻譜中的高峰剛好就落在次毫米波的範圍，「所以SMA可以看到宇宙中很多東西」。
SMA可以研究的範疇很廣，包括太陽系內的行星，銀河系中的各種天體，乃至於黑洞、宇宙形成初始的原始星系等。
2008/07/30 【聯合報╱本報記者李承宇】
貼文日期：2008.7.30
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