所系所念皆星河

深蓝色的畅想

“宇宙起源的理论虽然很多，但学界公认的只有宇宙大爆炸理论。其实，科学家们倒是希望出现一点特别情况，那意味着重大的新认识，比如最近的哈勃常数危机问题……”张同杰打开了话匣子。与很多科学家一样，张同杰的研究也是由兴趣驱动，他说：“对宇宙的好奇心，是人类的本能。”

出生于山东农村的张同杰，由于条件所限，没有机会读高中，只上了一个中专——山东省平原师范学校。张同杰成绩优异，被推荐参加高考，然后考入山东德州师专（现德州学院）物理系，之后又考入山东省教育学院（现齐鲁师范学院）物理本科专业。

张同杰小时候数学成绩特别好，老师也常常鼓励他。“那时我的理想是成为数学家。”张同杰说，后来他发现自己对物理更感兴趣，尤其是天体物理。他经常听收音机里的科普节目，也常在报刊上学习天文学相关知识，“报刊上介绍黑洞的文章，深深地吸引了我。”1993年，他考取了中科院上海天文台天体物理专业的研究生，走上探索宇宙之路。

目前，张同杰带领团队在4个方向上展开研究，其中既有主流的标准宇宙学理论研究和观测，也有比较“冷门”的地外文明探索。

宇宙学研究非常依赖观测，对技术设备的要求非常高。在张同杰身上，就有一种能迅速抓住前沿方向、利用最新技术手段的敏感。

天文学家一直在寻找测量宇宙膨胀加速度的更好方法。理论预言，宇宙膨胀加速度变量极其微小——相当于在一年的时间内，增加了蚂蚁爬行的速度。这需要极高的观测精度。大约10年前，张同杰带领博士生于浩然（现厦门大学天文学系副教授）与一个国外的宇宙学研究团队合作，基于红移拖坠原理，提出了第一个宇宙加速膨胀的直接测量方法。

但是，这一方法需要用分辨率非常高的射电望远镜对目标类星体连续观测5—10年才能得出结果。“中国天眼”（FAST）建成后，张同杰立即开展了FAST首个中性氢21厘米吸收线的宇宙加速度观测。

宇宙演化模拟也是张同杰投入精力比较多的研究方向。早在2013年，张同杰就和于浩然用3万亿个粒子，模拟宇宙中微子、暗物质的分布和演化，还原了约137亿年的宇宙漫长演化进程。

“模拟的粒子数越多，就好比摄像机的分辨率越高，‘还原’的宇宙演化史‘视频’就越清晰。”2013年“天河二号”建成，团队很快跟“天河二号”设计者取得联系，完成了数值模拟，那也是当时世界上粒子数最多的N体数值模拟。

“超级计算机一般是五年一代，其算力第一的地位只能维持五六年时间，我们一定要抓住这样的窗口期，力争推动中国天文学研究领先世界。”张同杰说，他们团队仍在不断调整方向、优化算法，为下一次“上机”做准备。