2019诺贝尔物理学奖再度颁向宇宙大爆炸:加拿大瑞士3学者获奖,最 ...

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原标题:2019诺贝尔物理学奖再度颁向宇宙大爆炸:加拿大瑞士3学者获奖,最年长者已84岁 来源:量子位

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边策 鱼羊 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

10月8日下午5点50分,瑞典皇家科学院公布了2019年诺贝尔物理学奖得主,来自加拿大的詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)和来自瑞士的米歇尔·麦耶(Michel Mayor)、迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz)三人共同分享了今年的奖项。

其中皮布尔斯因“关于物理宇宙学的理论发现”而获得900万瑞典克朗奖金的一半,麦耶、奎洛兹二人因“发现围绕类太阳恒星运行的系外行星”分享另外一半的奖金。

瑞典皇家科学院秘书长戈兰·汉森(Goran Hansson)表示,这三位科学家“对宇宙演化以及地球在宇宙中的位置的理解做出了贡献”。

皮布尔斯最知名的贡献是解释了宇宙微波背景辐射,他早在1964年就预测会有大爆炸残留至今的信号,同年就有科学家验证了他的预言。

而麦耶和奎洛兹最突出的成就,就是发现了第一颗围绕类太阳恒星(飞马座51)运行的系外行星飞马座51b。

James Peebles

詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles),1935年出生于加拿大的温尼伯, 是著名的物理学家和理论宇宙学家,普林斯顿大学阿尔贝特·爱因斯坦荣誉科学教授。

自1970年以来,他被广泛认为是世界领先的理论宇宙学家。在这期间,他主要对原始核合成、暗物质、宇宙微波背景和结构形成等领域做出了理论贡献。

他的三本教科书(《物理宇宙学》,1971年;《宇宙的大尺度结构》,1980年;《物理宇宙学原理》,1993年)已经成为这些领域标准的参考文献。

除了在大爆炸核合成,暗物质和暗能量等领域做出重大贡献,皮布尔斯还是1970年代宇宙结构形成理论的研究先驱,对暗物质问题的建立做出了贡献。1987年,他为原始宇宙的演化提出了原始等曲率重子模型。

Michel Mayor和Didier Queloz

米歇尔·麦耶(Michel Mayor),1942年1月12日出生于瑞士洛桑,现年77岁。

他是瑞士天体物理学家,曾任教于日内瓦大学天文学系,2007年退休之后,成为日内瓦大学天文学系名誉教授。

并且在退休之后,他仍然活跃于日内瓦天文台,担任研究员。

1995年,他与迪迪尔·奎洛兹(Didier Queloz)一起发现了飞马座51b(51 Pegasi b),这是人类发现的第一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星。

1998年,麦耶获得法国天文学会颁发的最高奖项皮埃尔·让森奖。

2000年获得在社会科学、自然科学领域享有盛誉的巴仁奖(Balzan Prize)。

2004年获得阿尔伯特·爱因斯坦奖章、法国荣誉军团勋章骑士勋位。

2005年和杰佛瑞·马西(Geoffrey W. Marcy)一起获得有“东方诺贝尔奖”之称的邵逸夫奖天文奖项。

2015年1月获得英国皇家天文学会颁发最高荣誉金质奖章。

2017年,麦耶和迪迪尔·奎洛兹共同获得了沃尔夫物理学奖,这一奖项经常被认为是诺贝尔物理学奖以外,物理学界最重要的奖项之一。

而这次和他共同获得另一半奖金的,依然是他的这位学生和合作者,迪迪尔·奎洛兹(Didier Queloz)。

迪迪尔·奎洛兹(Didier Queloz)出生于1966年2月23日,现年53岁。

他同样是一位瑞士天文学家,日内瓦大学教授。

在日内瓦大学读博士时,他师从米歇尔·麦耶,并与导师共同完成了发现飞马座51b的壮举。

可以说,这一对师生的发现引发了天文学的一场革命,此后,人类在银河系中陆续发现了4000多颗系外行星,奇妙的宇宙新世界,在他们的推动之下,以令人难以置信的丰富姿态展现在人类面前。

宇宙大爆炸研究三次获奖

1948年,著名物理学家伽莫夫等人提出,宇宙是在140亿年之前由一个密度和温度都无限高的奇点爆炸而来。

宇宙在诞生之初会发出黑体辐射,但是由于密度很高,光子被电子所散射,宇宙此时并不透明。

在大爆炸发生40万年后,光子与其他物质脱耦,宇宙逐渐变得透明,之后的光子才能被我们看见。

随着宇宙的不断膨胀,这一辐射的温度也随之降低,到今天大约相当于3K(只比绝对零度高3度)。

△ 天空各个方向上的微波背景辐射

1964年,皮布尔斯以及苏联的泽尔多维奇、英国的霍伊尔、泰勒等人预言,宇宙应当残留有温度为绝对温度仅几K的背景辐射,并且在厘米波段上可以观测到。

同年,两位美国物理学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊在使用贝尔实验室的一台微波接收器进行测试时,意外发现了宇宙微波背景辐射的存在。

皮布尔斯等人以《宇宙黑体辐射》为标题发表了一篇论文,指出这就是当年大爆炸残存的痕迹,彭齐亚斯和威尔逊二人也因此获得了1978年的诺贝尔物理学奖。

2016年,美国的两位物理学家约翰·马瑟、乔治·斯穆特因“发现宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性”而获得当年诺贝尔物理学奖。

他们发现,宇宙微波背景辐射的温度变化幅度仅为百万分之六,而这种微弱的温度起伏是由引力起伏,也就是由物质密度的不均匀造成的。

今年是第三次有物理学家因大爆炸和微波背景辐射获奖。

皮布尔斯还为提出暗物质做出了贡献。

在人类观测宇宙的过程中,人们逐渐发现,已发现的常规物质无法满足星系中存在的超大引力,从而提出了暗物质的概念。

所谓暗物质,也就是不与电磁力产生作用的物质。人们目前只能透过万有引力产生的效应得知,而且已经发现宇宙中有大量暗物质的存在。

据推算,宇宙中常规物质占4.9%,而暗物质则占26.8%,还有68.3%是暗能量。

飞马座51b

皮布尔斯的理论解释了大爆炸后宇宙的烟花,而麦耶和奎洛兹则带领人类探向更深处的未知宇宙。

1995年10月6日,麦耶和奎洛兹在《自然》杂志上发表文章,称他们利用径向速度法,通过上普罗旺斯天文台的埃洛迪摄谱仪发现了飞马座51b。

这是一颗位于飞马座,距离地球约50光年的系外行星。也是第一颗被人类发现的围绕类太阳恒星(飞马座51)运行的系外行星。

并且,通过径向速度法,他们发现飞马座51b的轨道周期为4.2天,挑战了当时的理论认识。

同年10月12日,来自旧金山州立大学的杰佛瑞·马西(Geoffrey Marcy)等人利用加州圣何塞附近的利克天文台的汉密尔顿摄谱仪证实了这一发现。

飞马座51b的发现是天文学史上的一座里程碑,它使科学家认识到在短周期轨道上亦可能存在巨行星。

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