西浦天体物理学家的研究揭示地球奥秘

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柯文采(Thijs Kouwenhoven)博士(下图所示)是中国天体物理学领域的一位专家。近期,他加入西交利物浦大学,选择在这里继续他的学术研究。

在中国生活的七年间,柯文采不断为中国影响最大的天文科普期刊——《天文爱好者》的出版贡献自己的力量,并定期在高校和学术会议上发表演讲。

本月上旬,柯文采前往贵州省对刚落成启用的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,简称“FAST”)进行实地调研,并向FAST工程的项目副经理博彭(下图左二)咨询了该望远镜的建设过程。

柯文采博士指出,“该望远镜的成功建成意义非凡,将促进许多中国高校开展天体物理学研究,并开设相关专业课程。”

在贵州省调研期间,柯文采还帮助黔南民族师范学院开设了天文学课程,而这所学校就位于FAST工程的所在县。

柯文采博士表示,“世界各国政府已经认识到天文学可以启迪儿童,并激励他们成为未来的科学家和工程师。”

致力于研究系外行星

柯文采出生于荷兰,与很多年轻人一样,透过望远镜观察到的宏伟宇宙令他着迷。“天体物理学家对于回答科学世界中最宏大的问题充满着兴趣。”他说,“宇宙来自何处?地球为什么能够维持生命存活?人类是宇宙中孤独的个体吗?”

柯文采在获得了荷兰莱顿大学天文学的本科学位和阿姆斯特丹天体物理学的博士学位后,曾在英国谢菲尔德大学担任助理研究员三年。

在得知北京大学新成立了科维理天文与天体物理研究所(Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics,KIAA-PKU)后,柯文采便提交申请并获得了他在中国的第一份学术研究工作。

在他看来,这是一个探索中国的绝佳机会,“北京大学是一所久负盛名的高校,而科维理也是一个在学术界享有很好口碑的研究机构品牌。”

弗雷德·卡夫利(Fred Kavli)是一位出生于挪威的物理学家、企业家、革新家和慈善家。他成立了美国科维理基金会,并在北京大学、剑桥大学、东京大学、加州理工学院、斯坦福大学等世界著名高等学府设立了科研机构。

柯文采曾在北京大学科维理天文与天体物理研究所工作7年,主要负责天体物理学的课程教学和学术研究。他带领的研究团队主攻行星科学领域,几位博士生近期也选择了留学海外继续攻读博士后学位。

柯文采的主要研究领域是系外行星——即太阳系以外的行星。目前已有3500余个系外行星被探测发现。他解释说,“研究系外行星可以揭秘地球的历史并预测地球的未来发展。”

此外,柯文采也开展计算机模拟,用于解释系外行星系统的形成、运动及行星的气候。他笑称:“我的计算机就是我的科研实验室。”他还开发了一个计算机程序来模拟冲击碰撞,比如小行星的坠落导致了恐龙在地球上的灭绝。

天体物理学对研究气候变化的意义

“天文学不仅仅是简单地仰望星空。”柯文采说,“除了纯粹的科研兴趣,天体物理学和空间科学运用的新技术还可以应用在我们生活的方方面面。”

天体物理学对科研的贡献之一是有助于人类了解气候变化。

数十亿年前,火星和金星上可能存在大面积的海洋。但是由于气候变化,火星和金星上的气候环境已经不适宜居住。冰封的火星上产生了“失败的温室效应”,而炽热的金星上产生了“过度的温室效应”。
柯文采解释说,“气候变化否认者有一个论断是正确的:地球上的温度一直在变化。自远古时期开始,由于地球公转轨道、地球倾斜和地质因素的诸多因素,地表温度引起了波动。”

在针对格陵兰岛和南极的冰盖的研究中,研究者计算了从古至今二氧化碳含量(CO2)的变化(见下图)。



图表显示的大气中二氧化碳含量的变化可追溯到几十年前、几世纪前甚至几千年前(图表来自于美国国家海洋和大气管理局(NOAA))。

柯文采指出:“研究表明,人类的活动导致现在的温度升高得比以往任何时候的记录都快。”

2015年12月,柯文采受邀参与了在西浦举行的气候变化与健康研讨会并发表主题演讲。来自诸多领域的专家们达成了共识,人类的活动导致了当今的全球气候变暖,同时人类也是解决气候变化问题的关键。

继续在西浦开展天体物理学领域研究

就是通过参与那次研讨会,柯文采对西浦这所新型国际化大学充满了期待。今年,他决定加盟西浦,他的学术研究工作也将会帮助提升西浦在天体物理学领域的良好声誉。

谈及未来在西浦的规划,柯文采表示会继续开展天体物理学和空间科学领域的研究,并开设天文学课程,带领学生参与实地考察FAST工程等诸多有趣的勘探活动。

“目前我在西浦教授数学课程,下学期我将教授物理学课程。”柯文采说,“我希望以后可以开设级别更高的物理学课程,包括天体物理学和空间科学。”

柯文采还计划在西浦招收博士生,以推进行星科学研究项目,并期望与环境科学系计算机科学和软件工程系开展跨系合作,制定更精细的气候模拟。

视频图片来源:
1. S. Beckwith (STScI) 哈勃遗产团队,(美国太空望远镜科学研究所(STScI)/亚洲城市研究协会(AURA)),欧洲航天局(ESA),美国国家航空与航天局(NASA);
2.可居住行星实验室,UPR阿雷西博;
3. Bill Saxton, 美国国家射电天文台(NRAO)/AUI/美国国家科学基金会(NSF);
4. Tim Pyle,美国国家航空与航天局(NASA);
5. 美国国家航空与航天局(NASA),欧洲航天局(ESA)和the
Hubble Heritage团队(美国太空望远镜科学研究所(STScI)/亚洲城市研究协会(AURA))—欧洲航天局(ESA)/哈勃合作


(翻译:吉惠娴 编辑:许恬甜)

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