2019諾貝爾物學(xué)獎(jiǎng)出爐，天馬座發(fā)現(xiàn)類(lèi)日恒星！

文／本刊實(shí)習(xí)生 付云笛

今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)跟我們對(duì)于宇宙的顛覆性認(rèn)知有關(guān)，其中一半獎(jiǎng)金頒發(fā)給詹姆斯·皮布爾斯（James Peebles），獎(jiǎng)勵(lì)他對(duì)于物理宇宙學(xué)的理論發(fā)現(xiàn)；另一半獎(jiǎng)金共同頒發(fā)給米歇爾·麥耶（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛茲（Didier Queloz），獎(jiǎng)勵(lì)他們對(duì)于類(lèi)似太陽(yáng)恒星的發(fā)現(xiàn)。

2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)表彰了天體物理學(xué)界的突破性發(fā)現(xiàn)，它有助于我們更好地理解宇宙的發(fā)展，以及地球在中間的角色，它是我們理解宇宙變化過(guò)程的一座金礦。詹姆斯·皮布爾斯（James Peebles）的發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去二十年精確測(cè)量了類(lèi)日恒星的輻射量。

1995年，兩位瑞士科學(xué)家米歇爾·麥耶（Michel Mayor）、迪迪?！た迤潱―idier Queloz）發(fā)現(xiàn)了一個(gè)圍繞著類(lèi)日恒星旋轉(zhuǎn)的地外行星。之后有大約超過(guò)400個(gè)地外行星被發(fā)現(xiàn)，這其中的個(gè)別地外行星上有可能還孕育著生命！

詹姆斯研究領(lǐng)域是天體物理學(xué)，宇宙在很久以前開(kāi)始了快速擴(kuò)張，我們不知道之前發(fā)生了什么，但是在幾十萬(wàn)年的時(shí)間里面，宇宙降溫了幾千攝氏度，并不斷擴(kuò)張著。科學(xué)家通過(guò)宇宙微波輻射發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。當(dāng)光與物質(zhì)間的聯(lián)系斷開(kāi)，星系開(kāi)始形成，才有了恒星、行星和生命。除此之外，宇宙中的暗物質(zhì)和暗能量也非常多。

我們可能生活在星系時(shí)代的末端，而從此之后，宇宙可能會(huì)變成一個(gè)更黑暗、更孤獨(dú)的地方。

當(dāng)我們把宇宙比作咖啡的話，大部分都是咖啡，這就是暗能量。再加入一些咖啡伴侶，這些是暗物質(zhì)。而加入那一點(diǎn)點(diǎn)的糖，就是常規(guī)物質(zhì)。這是我們?nèi)祟?lèi)在過(guò)去幾千年唯一研究出來(lái)的，直到今天。

詹姆斯研究了當(dāng)時(shí)的輻射量，并發(fā)明了一些新工具來(lái)幫助觀測(cè)宇宙的暗物質(zhì)和暗能量。通過(guò)他的工作以及他提出的新研究方式，宇宙學(xué)才有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。他的貢獻(xiàn)使得宇宙學(xué)成為了天體物理學(xué)，從此真正成為了一門(mén)科學(xué)。

兩位瑞士科學(xué)家，米歇爾與迪迪埃研究了那些“糖”，那些常規(guī)物質(zhì)中的一部分。他們找到了另一個(gè)太陽(yáng)，和圍繞它旋轉(zhuǎn)的行星。

米歇爾與迪迪埃研究了五十光年之外的星星，他們?cè)谔祚R座找到了一個(gè)恒星，并可以直接觀測(cè)到它的行星。

根據(jù)多普勒效應(yīng)，火車(chē)向我們靠近和遠(yuǎn)離時(shí)，汽笛聲的頻率是不一樣的，而對(duì)于光來(lái)說(shuō)也是一樣的。他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)行星圍繞這顆恒星旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，這顆恒星本身也在自轉(zhuǎn)。當(dāng)這顆星向著我們地球運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的光會(huì)微微變藍(lán)；當(dāng)它遠(yuǎn)離時(shí)，則會(huì)微微變紅。這種變化是細(xì)微的，但根據(jù)光譜的變化，諾獎(jiǎng)獲得者總結(jié)出了下面這個(gè)圖表，從而知道了這顆類(lèi)日恒星其我們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)位置。

從此，這顆星星就有了非常特殊的意義。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這顆行星跟木星一樣大，表面溫度幾千攝氏度。以前，人類(lèi)一直以為其它恒星形成的星系會(huì)和太陽(yáng)系十分相似。但事實(shí)是，我們錯(cuò)了。宇宙中有許多互不相同的行星，即使在銀河系中就有數(shù)十億計(jì)的星系，它們有些與我們的地球相似，有些則與我們不同。

對(duì)這些地外行星的研究，可以使我們從一個(gè)全新的角度更深入地對(duì)我們自己的太陽(yáng)系的變化形成過(guò)程進(jìn)行探索。兩位諾獎(jiǎng)獲得者的研究為我們描述了一幅比以前任何時(shí)候所想象、所認(rèn)識(shí)的宇宙，更加美好、更加神奇的畫(huà)卷。從此以后，我們對(duì)于宇宙的觀點(diǎn)以及我們自己在宇宙中的地位將會(huì)和從前大不一樣。

詹姆斯·皮布爾斯接受采訪

問(wèn)：您認(rèn)為宇宙中是否有其他的生命？

答：我們確定有很多類(lèi)地行星，也有很多適合生命生存的環(huán)境，上面也許有生命。但我們生活在地球上，無(wú)法做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，可能也沒(méi)有機(jī)會(huì)見(jiàn)到這些地外生命。

問(wèn)：您如何看待理論天體物理學(xué)和實(shí)際應(yīng)用的相互影響？

答：我覺(jué)得在任何領(lǐng)域，沒(méi)有實(shí)踐操作都是空的。我們對(duì)于宇宙的認(rèn)識(shí)一直在變化中，沒(méi)有實(shí)踐操作都是無(wú)意義的。我們需要實(shí)踐科學(xué)家與理論科學(xué)家互動(dòng)。發(fā)現(xiàn)行星對(duì)我們來(lái)說(shuō)是非常重要、激動(dòng)的，天文學(xué)還有很多任務(wù)要完成、很多理論要證實(shí)、很多星星要觀測(cè)。

問(wèn)：您在進(jìn)行研究時(shí)預(yù)想過(guò)獲獎(jiǎng)嗎？對(duì)年輕科學(xué)家有什么建議？

答：當(dāng)然有過(guò)。1964年，我導(dǎo)師邀請(qǐng)我研究這個(gè)領(lǐng)域，當(dāng)時(shí)我很不適應(yīng)，實(shí)踐觀測(cè)結(jié)果不多。當(dāng)觀測(cè)和理論開(kāi)始結(jié)合的時(shí)候，我被現(xiàn)在能夠證實(shí)猜想的觀測(cè)手段震驚了。對(duì)剛進(jìn)入科學(xué)界的年輕人，我希望你們開(kāi)始這個(gè)領(lǐng)域的探索是對(duì)于科學(xué)的熱愛(ài)。我知道你們有著為人類(lèi)做貢獻(xiàn)等遠(yuǎn)大的理想，但我希望你們能為科學(xué)本身所著迷。

問(wèn)：您對(duì)天體物理學(xué)最重要的認(rèn)識(shí)是什么？

答：1964年我就開(kāi)始研究了，這么多年、這么多時(shí)間都去哪兒了？我在這個(gè)領(lǐng)域深耕了半個(gè)世紀(jì)之久，見(jiàn)證了這個(gè)領(lǐng)域的飛速發(fā)展。我覺(jué)得這是我一生所追求的東西。我不是一個(gè)人在努力。上世紀(jì)80年代，這個(gè)領(lǐng)域還不為人所重視，但是我和我的同事合作很多，前蘇聯(lián)著名天體物理學(xué)家杰克也做出了非常重要的貢獻(xiàn)。當(dāng)時(shí)我還是普林斯頓大學(xué)在讀研究生，是杰克組建了我們現(xiàn)在仍然稱(chēng)之為“重力研究團(tuán)隊(duì)”的隊(duì)伍。我當(dāng)時(shí)也有很多錯(cuò)誤想法、走過(guò)很多彎路。