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科普:寻找地球“近亲” 解码宇宙“成长日记”——解读2019年诺贝尔物理学奖成果

来源:新华网2019-10-09 08:04

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  10月8日,在位于斯德哥尔摩的瑞典皇家科学院,一个屏幕上显示2019年诺贝尔物理学奖获得者。新华社记者郑焕松摄

  新华社斯德哥尔摩10月8日电茫茫宇宙,我们从哪里来?宇宙中还有没有其他类似地球的星球也演化出生命?因为对这两个基本问题的探索成就,三名科学家分享了2019年诺贝尔物理学奖。

  瑞典皇家科学院8日发布新闻公报说,来自美国的詹姆斯·皮布尔斯因宇宙学相关研究获奖,来自瑞士的米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹因首次发现太阳系外行星获奖,今年的获奖者改变了我们对宇宙的看法,帮助“我们理解宇宙演化和地球在宇宙中的位置”。

  公报说,皮布尔斯对宇宙学的洞见丰富了整个领域的研究,成为当代宇宙学的基础。马约尔和奎洛兹探索了我们宇宙邻域的未知行星,他们的研究指向一个永恒的问题:地球之外是否还有生命存在?

  许多科学先驱都曾预言,满天繁星中,一定有许多恒星也拥有绕它们旋转的行星。然而那些行星距地球太过遥远,所反射的光又太过微弱,想要“看”到它们并不容易。

  直到1995年,马约尔和奎洛兹基于恒星会因行星引力变化而产生微小摆动的理论,才宣布首次在太阳系外发现一颗行星。这颗绕着约50光年外飞马座内类日恒星“飞马座51”运转的行星被命名为“飞马座51b”,它是一颗与太阳系最大行星木星相仿的气态行星。这项成果发表在国际著名学术刊物《自然》上。有人认为这颗行星的发现为人类寻找宇宙中的伙伴带来了新希望;也有人称马约尔和奎洛兹为“新世界的发现者”,认为这一发现堪比哥伦布发现新大陆。

  “飞马座51b”的发现点燃了系外行星探索的“星星之火”。得益于各类观测技术的突飞猛进,迄今科学家们在银河系发现的行星数量已超过4000颗。各种各样的新天体仍在不断被发现,其大小、形状、轨道之丰富令人难以置信。它们挑战了我们对行星系统的已有认识,迫使科学家们修正行星起源理论。

  人类还有一个永恒命题就是“从哪里来”。正是以皮布尔斯为代表的一批科学家从上世纪60年代开始奠定的基础,让宇宙学成为一门现代科学,并迎来了长达50年的“黄金时代”。

  皮布尔斯不断完善他提出的理论框架,最终帮助塑造了我们对于大爆炸以来宇宙形成和演化的基本认知。

  大约140亿年前,宇宙在大爆炸之初是炙热而密实的。自那以后,宇宙开始不断扩张、变冷。大爆炸约40万年以后,宇宙开始变得“透明”,光线得以穿梭其中。就在这早期辐射中,记录着关于宇宙诞生和演化的秘密。

  利用他创建的理论工具和运算方法,皮布尔斯将宇宙诞生之初留下的“蛛丝马迹”成功“解码”。根据他的理论可以推算出,宇宙中95%都是神秘的暗物质和暗能量,而我们通常观测到的普通物质只占5%。

  如今,暗物质被认为是宇宙研究中最具挑战性课题之一。了解暗物质才有机会深入认识浩瀚宇宙及其起源。因此,全球科学家长期以来一直孜孜不倦地寻找暗物质,并启动了许多相关大型实验项目,如阿尔法磁谱仪、大型强子对撞机等。

  2015年升空的中国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”也被寄予厚望。中国项目团队近日在美国《科学进展》杂志上公布第二批科学成果,“悟空”在国际上首次利用空间实验精确绘出高能质子宇宙射线能谱,并观察到能谱新结构,有助于“捕捉”暗物质。

[ 责编:杨煜 ]
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