2019諾貝爾物理學(xué)獎再度頒向宇宙大爆炸：加拿大瑞士3學(xué)者獲獎，最年長者已84歲

魚羊 曉查 2019-10-09 11:54:23 來源：量子位

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量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

10月8日下午5點50分，瑞典皇家科學(xué)院公布了2019年諾貝爾物理學(xué)獎得主，來自加拿大的詹姆斯·皮布爾斯（James Peebles）和來自瑞士的米歇爾·麥耶（Michel Mayor）、迪迪埃·奎洛茲（Didier Queloz）三人共同分享了今年的獎項。

其中皮布爾斯因“關(guān)于物理宇宙學(xué)的理論發(fā)現(xiàn)”而獲得900萬瑞典克朗獎金的一半，麥耶、奎洛茲二人因“發(fā)現(xiàn)圍繞類太陽恒星運行的系外行星”分享另外一半的獎金。

瑞典皇家科學(xué)院秘書長戈蘭·漢森（Goran Hansson）表示，這三位科學(xué)家“對宇宙演化以及地球在宇宙中的位置的理解做出了貢獻(xiàn)”。

皮布爾斯最知名的貢獻(xiàn)是解釋了宇宙微波背景輻射，他早在1964年就預(yù)測會有大爆炸殘留至今的信號，同年就有科學(xué)家驗證了他的預(yù)言。

而麥耶和奎洛茲最突出的成就，就是發(fā)現(xiàn)了第一顆圍繞類太陽恒星（飛馬座51）運行的系外行星飛馬座51b。

James Peebles

詹姆斯·皮布爾斯（James Peebles），1935年出生于加拿大的溫尼伯， 是著名的物理學(xué)家和理論宇宙學(xué)家，普林斯頓大學(xué)阿爾貝特·愛因斯坦榮譽科學(xué)教授。

自1970年以來，他被廣泛認(rèn)為是世界領(lǐng)先的理論宇宙學(xué)家。在這期間，他主要對原始核合成、暗物質(zhì)、宇宙微波背景和結(jié)構(gòu)形成等領(lǐng)域做出了理論貢獻(xiàn)。

他的三本教科書（《物理宇宙學(xué)》，1971年；《宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)》，1980年；《物理宇宙學(xué)原理》，1993年）已經(jīng)成為這些領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的參考文獻(xiàn)。

除了在大爆炸核合成，暗物質(zhì)和暗能量等領(lǐng)域做出重大貢獻(xiàn)，皮布爾斯還是1970年代宇宙結(jié)構(gòu)形成理論的研究先驅(qū)，對暗物質(zhì)問題的建立做出了貢獻(xiàn)。1987年，他為原始宇宙的演化提出了原始等曲率重子模型。

Michel Mayor和Didier Queloz

米歇爾·麥耶（Michel Mayor），1942年1月12日出生于瑞士洛桑，現(xiàn)年77歲。

他是瑞士天體物理學(xué)家，曾任教于日內(nèi)瓦大學(xué)天文學(xué)系，2007年退休之后，成為日內(nèi)瓦大學(xué)天文學(xué)系名譽教授。

并且在退休之后，他仍然活躍于日內(nèi)瓦天文臺，擔(dān)任研究員。

1995年，他與迪迪爾·奎洛茲（Didier Queloz）一起發(fā)現(xiàn)了飛馬座51b（51 Pegasi b），這是人類發(fā)現(xiàn)的第一顆圍繞類太陽恒星運行的系外行星。

1998年，麥耶獲得法國天文學(xué)會頒發(fā)的最高獎項皮埃爾·讓森獎。

2000年獲得在社會科學(xué)、自然科學(xué)領(lǐng)域享有盛譽的巴仁獎（Balzan Prize）。

2004年獲得阿爾伯特·愛因斯坦獎?wù)隆⒎▏鴺s譽軍團(tuán)勛章騎士勛位。

2005年和杰佛瑞·馬西（Geoffrey W. Marcy）一起獲得有“東方諾貝爾獎”之稱的邵逸夫獎天文獎項。

2015年1月獲得英國皇家天文學(xué)會頒發(fā)最高榮譽金質(zhì)獎?wù)隆?/p>

2017年，麥耶和迪迪爾·奎洛茲共同獲得了沃爾夫物理學(xué)獎，這一獎項經(jīng)常被認(rèn)為是諾貝爾物理學(xué)獎以外，物理學(xué)界最重要的獎項之一。

而這次和他共同獲得另一半獎金的，依然是他的這位學(xué)生和合作者，迪迪爾·奎洛茲（Didier Queloz）。

迪迪爾·奎洛茲（Didier Queloz）出生于1966年2月23日，現(xiàn)年53歲。

他同樣是一位瑞士天文學(xué)家，日內(nèi)瓦大學(xué)教授。

在日內(nèi)瓦大學(xué)讀博士時，他師從米歇爾·麥耶，并與導(dǎo)師共同完成了發(fā)現(xiàn)首顆飛馬座51b的壯舉。

可以說，這一對師生的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了天文學(xué)的一場革命，此后，人類在銀河系中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了4000多顆系外行星，奇妙的宇宙新世界，在他們的推動之下，以令人難以置信的豐富姿態(tài)展現(xiàn)在人類面前。

宇宙大爆炸研究三次獲獎

1948年，著名物理學(xué)家伽莫夫等人提出，宇宙是在140億年之前由一個密度和溫度都無限高的奇點爆炸而來。

宇宙在誕生之初會發(fā)出黑體輻射，但是由于密度很高，光子被電子所散射，宇宙此時并不透明。

在大爆炸發(fā)生40萬年后，光子與其他物質(zhì)脫耦，宇宙逐漸變得透明，之后的光子才能被我們看見。

隨著宇宙的不斷膨脹，這一輻射的溫度也隨之降低，到今天大約相當(dāng)于3K（只比絕對零度高3度）。

△?天空中各個方向上的微波背景輻射

1964年，皮布爾斯以及蘇聯(lián)的澤爾多維奇、英國的霍伊爾、泰勒等人預(yù)言，宇宙應(yīng)當(dāng)殘留有溫度為絕對溫度僅幾K的背景輻射，并且在厘米波段上可以觀測到。

同年，兩位美國物理學(xué)家阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜在使用貝爾實驗室的一臺微波接收器進(jìn)行測試時，意外發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的存在。

皮布爾斯等人以《宇宙黑體輻射》為標(biāo)題發(fā)表了一篇論文，指出這就是當(dāng)年大爆炸殘存的痕跡，彭齊亞斯和威爾遜二人也因此獲得了1978年的諾貝爾物理學(xué)獎。

2016年，美國的兩位物理學(xué)家約翰·馬瑟、喬治·斯穆特因“發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射的黑體形式和各向異性”而獲得當(dāng)年諾貝爾物理學(xué)獎。

他們發(fā)現(xiàn)，宇宙微波背景輻射的溫度變化幅度僅為百萬分之六，而這種微弱的溫度起伏是由引力起伏，也就是由物質(zhì)密度的不均勻造成的。

今年是第三次有物理學(xué)家因大爆炸和微波背景輻射獲獎。

皮布爾斯還為提出暗物質(zhì)做出了貢獻(xiàn)。

在人類觀測宇宙的過程中，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，已發(fā)現(xiàn)的常規(guī)物質(zhì)無法滿足星系中存在的超大引力，從而提出了暗物質(zhì)的概念。

所謂暗物質(zhì)，也就是不與電磁力產(chǎn)生作用的物質(zhì)。人們目前只能透過萬有引力產(chǎn)生的效應(yīng)得知，而且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)宇宙中有大量暗物質(zhì)的存在。

據(jù)推算，宇宙中常規(guī)物質(zhì)占4.9%，而暗物質(zhì)則占26.8%，還有68.3%是暗能量。

飛馬座51b

皮布爾斯的理論解釋了大爆炸后宇宙的煙花，而麥耶和奎洛茲則帶領(lǐng)人類探向更深處的未知宇宙。

1995年10月6日，麥耶和奎洛茲在《自然》雜志上發(fā)表文章，稱他們利用徑向速度法，通過上普羅旺斯天文臺的埃洛迪攝譜儀發(fā)現(xiàn)了飛馬座51b。

這是一顆位于飛馬座，距離地球約50光年的系外行星。也是第一顆被人類發(fā)現(xiàn)的圍繞類太陽恒星（飛馬座51）運行的系外行星。

并且，通過徑向速度法，他們發(fā)現(xiàn)飛馬座51b的軌道周期為4.2天，挑戰(zhàn)了當(dāng)時的理論認(rèn)識。

同年10月12日，來自舊金山州立大學(xué)的杰佛瑞·馬西（Geoffrey Marcy）等人利用加州圣何塞附近的利克天文臺的漢密爾頓攝譜儀證實了這一發(fā)現(xiàn)。

飛馬座51b的發(fā)現(xiàn)是天文學(xué)史上的一座里程碑，它使科學(xué)家認(rèn)識到在短周期軌道上亦可能存在巨行星。

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