顛覆對宇宙的認知,三名科學家分享2019年諾貝爾物理學獎

2019年諾貝爾物理學獎揭曉:加拿大裔美國科學家詹姆斯·皮布爾斯(James Peebles)、米歇爾·馬約爾(Michel Mayor)和瑞士天文學家迪迪埃·奎洛茲(Didier Queloz)獲獎,表彰他們「在增進我們對宇宙演化,以及地球在宇宙中地位的理解方面所做出的貢獻」。

諾貝爾物理學委員會成員、烏爾夫·丹尼爾森教授(Ulf Danielsson)在頒獎儀式宣布時向媒體表示,「今年的物理學獎獲得者為我們的宇宙描繪了一幅比我們想象中更奇特、更奇妙的圖畫。」三名科學家將分享900萬瑞典克朗(約合91萬美元)獎金,其中一半獎金授予美國普林斯頓大學的皮布爾斯,獲獎理由是「對於物理宇宙學方面的理論發現。」另一半獎金授予瑞士日內瓦大學的馬約爾,以及瑞士日內瓦大學/英國劍橋大學的奎洛茲,獲獎理由是「發現了圍繞其他類太陽恆星運行的系外行星」。

瑞典皇家科學院在新聞公報中說,皮布爾斯對宇宙學的洞見豐富了整個領域的研究,他的理論框架自上世紀60年代中期發展起來,成為當代宇宙學的基礎。利用皮布爾斯的理論可以推算出,宇宙中95%都是神秘的暗物質和暗能量,將猜想變為了科學。這是當代物理學所面臨的重大謎團和挑戰。皮布爾斯在發布會的電話連線採訪中說,他是與各國專註該領域的科學家一起工作才獲得靈感並取得成果,這是「科研團隊的共同貢獻」。他還鼓勵立志投身科研事業的年輕人,「如果你熱愛科學,那麼會在進入科學世界後迷戀其中」。

同樣獲獎的馬約爾和奎洛茲則在1995年10月,宣布首次發現太陽系外的一顆行星。它圍繞我們的銀河系中的一顆類似太陽的恆星運轉。這一發現開啟了天文學的一場革命,自那時以來,銀河系已經發現了4000多顆系外行星。這些行星挑戰了我們對行星系統的先入之見,並迫使科學家修正他們關於行星起源背後的物理過程的理論。馬約爾和奎洛茲在接受電話採訪時說,因為他們的「整個職業生涯中最令人興奮的發現」而獲得諾貝爾獎,這「簡直是非同尋常」。對於這三位科學家的成就,瑞典皇家科學院常任秘書戈蘭·漢松也評價稱,今年的獲獎研究為「我們理解宇宙演化和地球在宇宙中的位置作出了貢獻」。

關於我們在宇宙中地位的嶄新視角

今年的諾貝爾物理學獎獎勵人類對於宇宙結構與歷史方面的嶄新理解,以及圍繞類太陽恆星運行的系外行星。皮布爾斯關於物理宇宙學的洞察豐富了整個研究領域並為過去50年間宇宙學領域所發生的深刻變革奠定了基礎,將猜想變為了科學。他在上世紀1960年代中期以來所建立的理論框架,已經成為我們理解宇宙的基礎。

大爆炸模型描述了宇宙從大約140億年前誕生開始的歷史,當時的宇宙極端高溫,密度極大。自那以後,宇宙經歷了不斷的膨脹,體積變大,不斷降溫。大約在宇宙大爆炸之後40萬年,宇宙開始變得透明,光第一次得以在宇宙間傳播。即使在今天,這一古老的輻射仍舊瀰漫在我們的周圍,並在其中隱藏着許許多多關於宇宙的秘密。藉助他所開創的理論工具和計算方法,皮布爾斯得以解碼這些來自宇宙嬰兒時期的線索,並發現了全新的物理學過程。

他的研究結果顯示,我們所知的宇宙只佔到宇宙的5%,它包括了所有的恆星,行星,樹木,以及我們。剩餘的95%都是未知領域,包括暗物質以及暗能量。這是當代物理學所面臨的重大謎團和挑戰。

1995年10月,馬約爾和奎洛茲宣布首次發現太陽系外的一顆行星,一顆系外行星,圍繞我們的銀河系中的一顆類似於太陽的恆星運行。在法國南部的Haute-Provence天文台,使用定製的儀器,他們能夠看到行星「51 Pegasi b」,一個可與太陽系最大的氣體巨星「木星」相媲美的氣態球體。

這一發現開啟了天文學的一場革命,自那時以來,銀河系已經發現了4000多顆系外行星。奇異的新世界仍在不斷被發現,其大小、形狀和軌道之豐富令人難以置信。這些行星挑戰了我們對行星系統的先入之見,並迫使科學家修正他們關於行星起源背後的物理過程的理論。隨着大量的尋找系外行星的計劃着手實施,我們或許最終能回答其他星球是否有生命存在這一永恆的問題。

今年的獲獎者改變了我們對宇宙的看法。皮布爾斯的理論發現有助於我們理解宇宙在大爆炸后是如何演化的,而馬約爾和奎洛茲則在尋找未知行星的過程中探索了我們的宇宙鄰居。他們的發現永遠改變了我們對地球和宇宙的看法。

獲獎者簡介

皮布爾斯,1935年出生於加拿大溫尼伯。1962年獲美國普林斯頓大學博士,現在是美國普林斯頓大學阿爾伯特·愛因斯坦榮譽科學教授。

馬約爾,1942年出生於瑞士洛桑。1971年獲得瑞士日內瓦大學博士,現在是瑞士日內瓦大學教授。

奎洛茲,1966年出生。1995年獲得瑞士日內瓦大學博士,現在是瑞士日內瓦大學和英國劍橋大學教授。 ■

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