他們讓人類重新認識宇宙

劉爽凝

北京時間2019年10月8日17點50分，美國科學家詹姆斯·皮布爾斯與另外兩位來自瑞士的科學家米歇爾·梅厄和迪迪埃·奎洛茲，共同獲得本年度諾貝爾物理學獎，他們到底作出了哪些貢獻？就讓我們一起來簡單了解一下吧。

皮布爾斯的貢獻

皮布爾斯由于其在物理宇宙學的理論研究而獲獎，什么是宇宙呢？“宇”指無限空間，“宙”指無限時間，人們將包括地球及其他一切天體的無限空間稱為宇宙，皮布爾斯的研究始于20世紀60年代，在此之前科學家提出了宇宙大爆炸理論來描述宇宙的涎生，宇宙大爆炸理論讓人類了解了宇宙的誕生過程，但是宇宙為什么會是這個樣子，它的未來會走向何方，以及宇宙變化的具體物理過程究竟是怎樣的等問題，當時沒有人能夠回答。

皮布爾斯給出了解決這些問題的理論基礎，他從復雜的宇宙演化物理過程中找到了關鍵因素，并發展出了一整套理論，在本刊2018年9月號《答疑沙龍》欄目《什么是暗物質》一文中曾介紹過宇宙空間中存在著大量的暗物質和暗能量，這些暗物質和暗能量就是根據皮布爾斯的理論計算推測出來的，其計算結果和實際觀測數據十分吻合，皮布爾斯的理論有助于解釋宇宙的結構、星系到底是如何形成的等具體問題，還預測了宇宙未來會走向何方。

梅厄和奎洛茲的貢獻

另外兩位來自瑞士的科學家梅厄和奎洛茲是一對師徒，他們由于第一個發現了“圍繞類太陽恒星運行的系外行星”而獲獎，本刊2019年5月號和6月號的《看封面》欄目曾分別介紹了行星和恒星，在我們所居住的太陽系中，太陽屬于恒星，而地球、火星等屬于行星，它們不停圍繞著太陽做圓周運動，那么，太陽系之外的恒星周圍是否也有圍繞其旋轉的行星呢？這是一個可以給人無限遐想空間的問題，如果存在著這樣的行星，那么，這些行星上面就可能類似地球一樣孕育著生命。

行星不會發光，但是行星自身的質量會使它所圍繞的恒星產生細微搖擺，進而使得恒星本身所發射的光譜產生變化，科學家可以通過觀察恒星光譜的變化來間接尋找潛存的系外行星，遵循著這一方法，師徒兩人利用位于法國的天文望遠鏡和光譜分析設備開始孜孜不倦地研究尋找，功夫不負有心人，經過長時間的觀測研究，1995年11月，當時還在攻讀博士學位的奎洛茲和他的導師梅厄正式宣布，他們首次在類太陽恒星“飛馬座51”周圍，發現了系外行星“飛馬座51b”，至今，人類已經發現了4000多顆系外行星，師徒兩人的研究成果開創了系外行星研究的新時代。