物理學獎：尋找地球“近親”，解碼宇宙“成長日記”

茫茫宇宙，我們從哪里來？宇宙中還有沒有其他類似地球的星球也演化出生命？因為對這兩個基本問題的探索成就，三名科學家分享了2019年諾貝爾物理學獎。

瑞典皇家科學院10月8日發布新聞公報說，來自美國的詹姆斯·皮布爾斯因宇宙學相關研究獲獎，來自瑞士的米歇爾·馬約爾和迪迪埃·奎洛茲因首次發現太陽系外行星獲獎，今年的獲獎者改變了我們對宇宙的看法，幫助“我們理解宇宙演化和地球在宇宙中的位置”。

公報說，皮布爾斯對宇宙學的洞見豐富了整個領域的研究，成為當代宇宙學的基礎。馬約爾和奎洛茲探索了我們宇宙鄰域的未知行星，他們的研究指向一個永恒的問題：地球之外是否還有生命存在？

許多科學先驅都曾預言，滿天繁星中，一定有許多恒星也擁有繞它們旋轉的行星。然而那些行星距地球太過遙遠，所反射的光又太過微弱，想要“看”到它們并不容易。

直到1995年，馬約爾和奎洛茲基于恒星會因行星引力變化而產生微小擺動的理論，才宣布首次在太陽系外發現一顆行星。這顆繞著約50光年外飛馬座內類日恒星“飛馬座51”運轉的行星被命名為“飛馬座51b”，它是一顆與太陽系最大行星木星相仿的氣態行星。這項成果發表在國際著名學術刊物《自然》上。有人認為這顆行星的發現為人類尋找宇宙中的伙伴帶來了新希望;也有人稱馬約爾和奎洛茲為“新世界的發現者”，認為這一發現堪比哥倫布發現新大陸。

“飛馬座51b”的發現點燃了系外行星探索的“星星之火”。得益于各類觀測技術的突飛猛進，迄今科學家們在銀河系發現的行星數量已超過4000顆。各種各樣的新天體仍在不斷被發現，其大小、形狀、軌道之豐富令人難以置信。它們挑戰了我們對行星系統的已有認識，迫使科學家們修正行星起源理論。

人類還有一個永恒命題就是“從哪里來”。正是以皮布爾斯為代表的一批科學家從20世紀60年代開始奠定的基礎，讓宇宙學成為一門現代科學，并迎來了長達50年的“黃金時代”。

皮布爾斯不斷完善他提出的理論框架，最終幫助塑造了我們對于大爆炸以來宇宙形成和演化的基本認知。

大約140億年前，宇宙在大爆炸之初是炙熱而密實的。自那以后，宇宙開始不斷擴張、變冷。大爆炸約40萬年以后，宇宙開始變得“透明”，光線得以穿梭其中。就在這早期輻射中，記錄著關于宇宙誕生和演化的秘密。

利用他創建的理論工具和運算方法，皮布爾斯將宇宙誕生之初留下的“蛛絲馬跡”成功“解碼”。根據他的理論可以推算出，宇宙中95%都是神秘的暗物質和暗能量，而我們通常觀測到的普通物質只占5%。

如今，暗物質被認為是宇宙研究中最具挑戰性課題之一。了解暗物質才有機會深入認識浩瀚宇宙及其起源。因此，全球科學家長期以來一直孜孜不倦地尋找暗物質，并啟動了許多相關大型實驗項目，如阿爾法磁譜儀、大型強子對撞機等。

2015年升空的中國首顆暗物質粒子探測衛星“悟空”也被寄予厚望。中國項目團隊近日在美國《科學進展》雜志上公布第二批科學成果，“悟空”在國際上首次利用空間實驗精確繪出高能質子宇宙射線能譜，并觀察到能譜新結構，有助于“捕捉”暗物質。