“看起来没有用的研究，
可能藏着解开宇宙谜题的钥匙。”
从本科毕业赴海外深造，到独立主持前沿课题，38岁的戴亮已在宇宙学与天体物理领域深耕十余载。2021年，他以极端引力透镜开辟暗物质探测全新赛道，斩获斯隆研究奖。
今年，在海外求学与工作十五载后，他选择归国，扎根复旦，成为复旦大学相辉青年学者，复旦大学物理学系、天文与天体物理研究中心教授。未来，他将依托复旦跨学科的沃土，继续理清看似“无用”的命题，开辟揭开宇宙更深层奥秘的新途径。
十年磨一剑
给暗物质画一张“肖像”
太阳系与行星、遥远星系、
坐巨大飞船来访的外星人……
儿时百科全书中瑰丽神秘的插图
构成了戴亮对宇宙最初的想象
中学时期的数学和物理训练
则为这份想象奠定了良好的思维基础
2011年，在北京大学
取得物理学学士学位后
戴亮赴美国约翰霍普金斯大学攻读博士
后又赴普林斯顿高等研究院
从事博士后工作
2020年春，戴亮在普林斯顿高等研究院楼顶
2015年
人类首次直接探测到引力波
2021年
詹姆斯·韦伯空间望远镜成功发射
天文学研究迎来新纪元
而戴亮恰好在这个节点
完成从学生到独立科研工作者的蜕变
“我赶上了
天文观测数据大爆发的黄金时代
海量的、全新的宇宙现象
等待我们挖掘解读”
儿时的兴趣、数理思维训练
与难得的研究机遇
三条线索交汇下
戴亮坚定走上了
天体物理学和宇宙学研究的道路
他的研究
涵盖宇宙学和天体物理的多个主题
其中最核心的
是一个充满想象力的工具
“引力透镜效应”
它如同宇宙的天然放大镜
把路过其身边的遥远星光扭曲、放大
让我们得以窥见
原本湮没在黑暗中的细节
宇宙中80%以上的物质
都是不可见的暗物质
暗物质的微观本质
至今仍是物理学核心未解之谜之一
以往对暗物质的研究
都集中在星系形成的巨大尺度上
而戴亮却首次发展了新的思路
借助遥远星系中的极端引力透镜放大现象
探索暗物质在小尺度上的性质
从而来破解暗物质在原初宇宙中的起源
哈勃空间望远镜拍摄的
引力透镜放大下的宇宙正午时期Sunburst Arc星系
他与合作者通过计算引力透镜效应
对光波传播路径造成扭曲的各种方式
从海量天文数据中
筛选并识别潜在的双黑洞
进一步推断宇宙中暗物质的分布情况
“如果我们能够通过极端引力透镜现象
找到意料之外的暗物质信号
就相当于照亮了
暗物质微观研究的一条新路”
有趣的是
戴亮与合作者发现
当引力波被引力透镜现象放大时
引力波会呈现出奇妙的相位变化
这种在光波中
难以用实验直接观察到的现象
却能被记录时空涟漪的探测器
清楚地记录下来
未来若探测到引力波信号
发生了相位改变
即可判定它经历了引力透镜效应
凭借许多物理概念和
方法论上的原创性成果
2021年
在加利福尼亚大学伯克利分校
任职助理教授的戴亮
成功斩获斯隆研究奖
打破学科壁垒
是突破想象力瓶颈的关键
在戴亮看来
当前宇宙学的前沿研究里
还面临着两大瓶颈
一是观测技术
另一个则是想象力
“根据现有物理规律
预测宇宙中尚未被发现的物理现象
是一件非常需要想象力的事情”
如何突破科研的想象力瓶颈？
戴亮的答案是
跨领域交流与思想碰撞
将引力透镜与暗物质研究结合
本身就是一次跨界碰撞的产物
起初，戴亮只把极端引力透镜
当成一个有趣的物理现象
专注研究其
放大遥远单颗恒星的物理原理
直到在和理论物理同行交流中
他了解到粒子物理学家在寻找
一种叫“轴子”的假想粒子
对方视角的介入让他灵光一现：
暗物质或许正是由轴子构成
这类粒子会在宇宙早期
形成独特微观结构
而引力透镜
正是探测这种微观结构的绝佳工具
“不同领域的学者
看待同一科学问题
视角截然不同
一次不经意的对话
就可能催生出全新的研究创意”
2023年，在加州大学伯克利分校天文系楼顶的科教望远镜前，戴亮与博士后及来访者的合影
来到复旦大学
戴亮期待这种碰撞能更加频繁
与学校不同学科的学者
在交流中互相启发、共同进步
开展联合研究、共同培养学生
基础研究需要有
“细水长流”的从容笃定
有些问题可能需要
几十年甚至上百年的观测才能回答
“科学研究并不是
某一天突然就发现了答案
在通往最终答案的路上
有无数具体的小问题需要解决
当你去解决这些具体问题的时候
研究工作总是充满动力的”
2024年，戴亮在多伦多大学做colloquium报告
他尤其强调“无用之用”
“在起步阶段
其实很难判断一项基础研究有没有用”
戴亮举例，早在30年前
就有学者预言宇宙中
存在极端引力透镜放大现象
但领域权威认为这一现象没有观测前景
2016年
人类利用哈勃空间望远镜首次观测到
极端引力透镜放大的单颗远古恒星时
大多数学者仍认为
这一现象尽管有趣
但可能没有什么实用价值
5年后
戴亮的工作才让同行们慢慢意识到
它可以被用于探测暗物质和研究宇宙起源
“如果从一开始就以‘有用’
作为科研的唯一衡量标准
就会错失很多深入思考的机会”
归国加入复旦
是“历史的机会”
为什么选择回国？为什么是复旦？
戴亮提到了一个关键词：
“历史的机会”
近年来，中国天文学发展势头迅猛
年轻学者水平飞速提升
越来越多的学生对天文产生浓厚兴趣
在与国内学生的接触中他发现
许多数理基础扎实的学生
却因科研条件受限而得不到充分锻炼
“我回国后
非常希望能通过科研指导与合作
给这些有潜力的学生更多成长机会”
在加州大学伯克利分校，戴亮与学生的日常讨论
2024年
复旦大学天文与天体物理研究中心
正式揭牌成立
为复旦补齐了在天文学研究上的学科拼图
虽然没有经年累月的学科积淀
但在戴亮看来
这反而意味着更大的创新空间
他希望与国际上最新研究进展
和我国新一代天文观测计划紧密结合
设计发展全新的研究方向
“这些方向可能会有重大发现
也可能是死胡同
但科研本就需要直面未知、
勇于试错的探索勇气”
他期待着在复旦和其他学者携手
开展一些“天马行空”的探索
未来
戴亮将继续深入探索引力透镜效应研究
除了暗物质本质探测方向外
他还关注如何通过借助引力透镜放大效应
观测宇宙早期遥远天体
解析星系、恒星、黑洞的起源演化
作为一名有着多年教学经验的老师
戴亮也期待着在复旦
培养出更多“仰望星空”的年轻人
在他看来，科研容易让人
“只见树木不见林”
而教学则可以迫使自己跳出舒适区
备课本身也是一场高效的深度学习
“欢迎对天体物理有强烈兴趣的同学们
一同探索宇宙中
有趣又充满未知的前沿课题”
从儿时对百科全书浮想联翩的孩子
到如今探寻宇宙终极答案的学者
戴亮用三十多年的时间
而那些关于暗物质、
关于宇宙起源的终极答案
仍然藏在遥远的星光里
等待他用宇宙赐予的“放大镜”
一点一点照亮
来源：相辉研究院
组稿：校融媒体中心
文字：曾译萱 雷蕾
编辑：邱洁心
责编：雷蕾 殷梦昊
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