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多次陪跑,天文学界“村上春树”终于拿诺奖了!

2019-10-09 00:25:18     来源:中国新闻网     作者:张林峰

诺贝尔委员会认为:他们的发现,永远地改变了我们对宇宙的认知。

 

 

 

个人简介:

 

多次陪跑,天文学界“村上春树”终于拿诺奖了!

 

詹姆斯·皮布尔斯 图片来源:普林斯顿大学官网

 

詹姆斯·皮布尔斯,加拿大裔美国物理学家和理论宇宙学家,1935年4月25日生于加拿大曼尼托巴省温尼伯市,并在曼尼托巴大学获得学士学位,目前是普林斯顿大学的阿尔伯特·爱因斯坦科学名誉教授。

 

多次陪跑,天文学界“村上春树”终于拿诺奖了!

 

米歇尔·麦耶(左)和迪迪埃·奎洛兹(右)片来源:日内瓦大学官网

 

米歇尔·麦耶,瑞士日内瓦大学教授。1942年1月12日出生于瑞士洛桑。他于1966年在洛桑大学获得物理学硕士学位,于1971年在日内瓦天文台获得天文学博士学位。

 

 

迪迪埃·奎洛兹1966年出生于瑞士。1995年在瑞士日内瓦大学获得博士学位,目前是日内瓦大学和英国剑桥大学的教授。

 

 

 

 

《中国科学报》:获奖成果意义何在?能否给我们科普一下。

 

中国科学院国家天文台研究员陈学雷:

 

宇宙是如何演化到现在这个样子?普林斯顿大学教授詹姆斯·皮布尔斯是系统回答了这个问题的人之一。

 

人们一直想研究宇宙的起源,在逐渐接受宇宙膨胀的概念之后,上溯上去,膨胀之前的宇宙是怎样的?这就不得不提到宇宙大爆炸理论,而宇宙微波背景辐射是大爆炸最主要的可观测后果和有力证明。

 

皮布尔斯是宇宙微波辐射的提出者之一,他在上世纪60年代前后提出了宇宙大爆炸中可能出现宇宙微波背景辐射。这一概念最早由伽莫夫和阿尔夫师徒提出,皮布尔斯不是最早的提出者,这可能是为什么他长时间以来没有获奖的原因,不过前面几位科学家都已去世。

 

但是,皮布尔斯不仅提出了这个想法,还做了很多深入的理论研究,比如微波背景辐射应该是怎么样的,宇宙在大尺度上的不均匀是怎样形成和演化的。他给出了详细的计算过程,讨论了非均匀的温度分布,一些计算方法至今仍然被人们使用。皮布尔斯还写了很多这方面的文章和著作,发展宇宙结构形成的理论。他的三本教科书成为该领域的标准参考书。

 

皮布尔斯是一位大家,有广阔的视野。2005年前后,我曾邀请他来华访问,想请他聊一聊对学科未来发展的想法,也希望我们的学生有机会跟他面对面。可惜因为种种原因未能成行。不过皮布尔斯来过中国。我记得他说他来北京的时候,非常喜欢观鸟,如果有机会还想来北京观鸟。为此我还特地找了生物系的朋友,遗憾未能成行。

 

中国科学院国家天文台副研究员刘玉娟:

 

1995年10月,米歇尔·麦耶和他的学生迪迪尔·奎洛兹在《自然》杂志上宣布,他们发现了距离我们50光年的一颗行星。这成为类太阳系外行星的首个证据。

 

米歇尔•麦耶和迪迪埃•奎洛兹之所以能有这次发现,是因为探测精度得到极大的提高。这是一个人类认识系外天体的一个里程碑式的发展。

 

早在1992年,天文学家发现了两颗绕一颗脉冲星运转的行星。这并没有引起公众很大的振动,原因是其主星是一个脉冲星,密度特别大,其极端的环境基本不可能有生命的存在。

 

人们关心地外生命,第一步首先需要发现系外行星,下面才有可能发现系外生命,乃至智慧生命。在恒星演化早期和晚期,恒星都不稳定,周围很难存在高级生命,只有类太阳星周围的行星,才有这种可能。

 

因此,两位诺奖得主是第一个在类太阳星周围发现了一颗系外行星,满足了人们想在太阳系之外找到系外行星的想象,为大家打开了一扇通往寻找系外生命的大门。

 

 

 

《中国科学报》:听说有一位获奖者此前已经多次错过诺奖,是美国天文学界的“村上春树”?

 

中国科学技术大学天文系教授蔡一夫:

 

皮布尔斯是我们的一位伟大前辈,在大爆炸理论的雏形刚刚被提出的时候,就参与到这个理论发展当中的一个宇宙学家,并做出了几项影响深远的工作。但是在此之前,他已经多次和诺贝尔奖完美错过。

 

皮布尔斯第一个很重要的工作是参与了预言宇宙微波背景辐射的存在的比较前沿的工作。上世纪60年代的时候,皮布尔斯向美国政府提出要设计实验,在微波段寻找宇宙微波背景辐射。正在提出这个项目的时候,有两个无线电工程师找到他,说他们有一个意外的发现,不知道怎么解释。经过皮布尔斯的理论检验,发现那两位无线电工程师所发现的就是宇宙微波背景辐射。

 

这项发现促成了这两位无线电工程师阿尔诺·彭齐亚斯和罗伯特.威尔逊于1978年获得了第一个微波背景辐射方面的诺贝尔物理奖。

 

上世纪70年代,现代宇宙学的理论研究转移到一些更加细节化的方向,包括暗物质的早期研究,以及宇宙大尺度结构。皮布尔斯和前苏联的两位科学家苏尼亚耶夫和泽尔多维奇共同搭建了宇宙大尺度结构最开始的理论框架性研究,预言了宇宙微波背景辐射可能存在着涟漪,并认为宇宙大尺度结构原始的种子,跟宇宙微波背景辐射温度的涟漪是有关系的。

 

1992年,NASA发射的宇宙微波背景辐射卫星COBE证实了宇宙微波背景辐射当中存在着涟漪的预言。2006年诺贝尔物理奖授予了领导COBE项目的约翰•马瑟和乔治•斯穆特。皮布尔斯再次错过。

 

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