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北京時間2019年10月8日17時50分，瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布，將2019年諾貝爾物理學獎，一半授予美國普林斯頓大學吉姆·皮布爾斯（James Peebles），以表彰他「關於物理宇宙學的理論發現」，另外一半授予瑞士日內瓦大學的米歇爾·麥耶（Michel Mayor）和瑞士日內瓦大學教授兼英國劍橋大學教授迪迪埃·奎洛茲（Didier Queloz），以表彰他們「發現一顆環繞類太陽恆星運行的系外行星」。
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宇宙學研究宇宙的起源和演化，過去五十年是宇宙學的黃金時代。吉姆·皮布爾斯（James Peebles）的理論框架自20世紀60年代中期開始發展，為宇宙學從猜測到科學的轉變奠定了基礎，是我們理解從大爆炸到現在，現代宇宙觀的基礎，研究結果顯示，我們的宇宙大約5%是普通物質，26%是暗物質，剩餘的69%是暗能量。
吉姆·皮布爾斯
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1995年，米歇爾·麥耶（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛茲（Didier Queloz），共同發現了圍繞主序星的首顆太陽系外行星，這顆行星名為飛馬座51b，公轉周期4.2天。此後我們在銀河系中發現並確認了4000多顆系外行星，並且這一數量還在不斷增長中。
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另外王爽老師（@王爽_宇宙奧德賽）準確地預言到了今年的諾貝爾物理學獎，下面這段文字來自於他一年前的文章。
人類如何發現系外行星的新大陸？
銀河系之旅的第3站，我們要拜訪與太陽相距50光年的飛馬座51b。在天文學史上，這是一個具有重大歷史意義的景點：它是人類發現的第一顆繞主序星旋轉的系外行星，而它的發現也宣告了系外行星探索時代的到來。
藝術照：51 Pegasi b（中央）和它環繞的恆星（右邊）
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其實很早就有人懷疑，在茫茫宇宙中還有許多其他的行星。比如說，早在16世紀，被羅馬教廷燒死的義大利哲學家喬丹諾·布魯諾就猜想，漫天繁星其實就是遠處的太陽，也有很多行星在繞它們旋轉。此外，大名鼎鼎的牛頓爵士也在他的傳世巨著《自然哲學的數學原理》中表達了相同的觀點。
然而，尋找系外行星是一件極端困難的事情。原因很簡單。行星本身不會發光，只能夠反射恆星的光芒；這意味著，行星的絕對亮度其實非常非常微弱。另一方面，即使是最近的那些恆星，它們與地球之間的距離也要以光年計。相距如此遙遠的情況下，系外行星肯定會被籠罩在它所環繞的恆星的光芒中；換句話說，系外行星根本無法被地球上的望遠鏡所看到。
幾百年來，人們一直無法找到支持系外行星存在的有力證據。從19世紀開始，不斷有人跑出來宣稱他們發現了太陽系以外的行星。但事實證明，他們幾乎全是自己看花了眼。
一直到20世紀90年代，才有人橫空出世，用相當有力的證據證明了系外行星的存在。完成這一壯舉的人，是一對來自瑞士的師徒。
其中的老師是米歇爾·麥耶。1971年，麥耶在瑞士的日內瓦大學拿到博士學位。在劍橋大學、歐洲南方臺和夏威夷大學工作了幾年以後，他又回到了日內瓦大學任教，並在那裡一直幹到退休。
米歇爾·馬約爾在西班牙巡迴演講時，聽到了他得諾貝爾物理學獎的消息。
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其中的學生是迪迪埃·奎羅茲。20世紀90年代初，奎羅茲考進了日內瓦大學天文系，然後成了麥耶的博士研究生。博士畢業後，他在劍橋大學卡文迪許實驗室找到了永久職位。
迪迪埃·奎洛茲，由Nick Saffell拍攝。
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可能有讀者會問了：「這對師徒到底是用什麼辦法，才捅破這層天文學界花了400多年也沒能捅破的窗戶紙呢？」答案是我們在遊覽比鄰星b的時候就已經講過的徑向速度法。下面，我就帶大家回顧一下這種方法。
如果一顆恆星的周圍真的存在一顆行星，此恆星和此行星就會構成一個彼此繞轉的兩體系統。你不妨把一顆恆星想像成一個在舞會上落單的人，只能孤零零地站著不動。如果它有了一顆行星，那就是有了一個舞伴，就可以與舞伴一起跳旋轉舞了。當然，由於恆星質量遠遠大於行星質量，恆星旋轉的幅度遠比行星要小。
由於在彼此旋轉，當行星離地球遠去時，恆星就會略微地靠近地球；此時，恆星發出的光就會發生輕微的藍移。反之，當行星向地球飛來時，恆星就會略微地遠離地球；此時，恆星發出的光就會發生輕微的紅移。這樣一來，如果一顆恆星的周圍真的存在一顆行星，這顆恆星的光譜就會出現周期性的藍移和紅移交替的現象。換言之，如果發現一顆恆星的光譜出現了周期性的藍移和紅移交替的現象，就可以斷定這顆恆星擁有一顆行星。這種探測系外行星的方法就是徑向速度法。
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1995年底，麥耶和奎羅茲在《自然》雜誌上發表了一篇論文，宣布他們用位於法國普羅旺斯天文臺的一臺新型光譜儀，測出一顆與太陽相距50光年、名叫飛馬座51的恆星的光譜中，存在一個周期為4.2天的藍移紅移交替的現象。由此可以推斷出，在離飛馬座51僅僅800萬千米的地方，有一個和木星差不多大小、公轉周期為4.2天的行星。麥耶和奎羅茲把這顆行星稱為飛馬座51b。它是人類歷史上發現的第一顆繞主序星旋轉的系外行星。
這個劃時代的重大發現，為人類打開了一扇通往新世界的大門。在此後的20多年的時間裡，追隨著麥耶和奎羅茲的足跡，天文學家們發現了將近4000顆系外行星。著名的《紐約時報》甚至把麥耶和奎羅茲發現系外行星這件事與哥倫布發現美洲大陸相提並論，並稱這對師徒為「新世界的發現者」。
這個諾獎級的重大發現，給麥耶帶來了數不清的榮譽。不過，奎羅茲就沒這麼幸運了。長達20年的時間裡，他一直被排除在天文學界的各大獎項之外。為什麼奎羅茲會如此倒黴呢？因為有一個「程咬金」從半路殺了出來。此人就是美國天文學家傑弗裡·馬西。
2007年的傑佛瑞·馬西
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馬西本來是一個文科生。他本科就讀於加州大學洛杉磯分校，主修文學學士學位。在此期間，他又選修了一個天文學的雙學士學位，而這個決定徹底改變了他的人生軌跡。本科畢業後，馬西選擇了轉行，前往加州大學聖克魯斯分校攻讀天文學博士學位。獲得博士學位以後，他在卡內基研究院和威爾遜山天文臺做了幾年博士後，然後在舊金山州立大學找到了終身教職。
20世紀90年代初，馬西也開始搜尋系外行星。他沒有鬥過麥耶、奎羅茲師徒，後者在1995年率先發現飛馬座51b。雖然輸在了起跑線上，但是馬西成功地後來居上。事實上，在人類發現的前100顆系外行星中，有70多顆是馬西的研究團隊發現的。
為什麼馬西能在尋找系外行星的競賽中一騎絕塵呢？因為他率先使用了另外一種探測系外行星的方法，也就是所謂的凌星法。
凌星原理圖
凌星法的原理非常簡單。我們在遊覽太陽系的時候已經講過，整個太陽系內的天體基本都處在同一個平面上。同樣的道理，整個銀河系內的天體也基本都處在同一個平面上。這意味著，如果一顆遠方的恆星擁有一顆行星，那麼此行星圍繞此恆星旋轉的平面，就不太可能與我們看這顆恆星的視線方向垂直。這樣一來，當這顆行星運動到地球與恆星之間的時候，就會擋住恆星發出的部分光芒，從而使此恆星的視星等在一段時間內出現微小的下降；而當行星運動到其他地方的時候，恆星的視星等又會恢復正常。
由於行星總在以一個固定的周期繞恆星旋轉，它在地球和恆星之間穿行的時間將具有周期性，從而使恆星視星等也出現周期性的下降。換句話說，如果我們觀測到某顆恆星的視星等總是周期性的下降（隨後又恢復正常），就可以斷定這顆恆星一定擁有自己的行星。這種探測系外行星的方法就是凌星法。時至今日，凌星法已經超過了徑向速度法，成了發現系外行星的頭號利器。
憑藉著搜尋系外行星效率上的壓倒性優勢，馬西擠掉了奎羅茲，成了與麥耶並駕齊驅的系外行星探索領域的標誌性人物。1999年底，馬西跳槽到了加州大學伯克利分校（美國排名第一的公立名校）；又過了3年，他就當選為美國科學院院士。此後，他和麥耶拿遍了天文學界的所有大獎，包括2005年的邵逸夫天文學獎。
由於在系外行星探索領域的傑出貢獻，馬西也一度成為了諾貝爾物理學獎的大熱人選。可能有一些讀者已經注意到這種說法的詭異之處了：為什麼要說是「一度」呢？因為現在的馬西，已經從神壇墜入了深淵。
2015年，先後有4位女士向加州大學伯克利分校投訴，說馬西曾對她們進行性騷擾。隨後，校方對馬西展開了一個為期6個月的調查，並於2015年10月公布調查報告。這份調查報告指出，從1995年開始，在長達20年的時間裡，馬西至少對7位女士進行過性騷擾。此調查報告一經公布，立刻在學術界掀起了軒然大波。加州大學伯克利分校的一大批教職員工隨即發表聯名信，要求馬西立刻從學校滾蛋。
迫於壓力，馬西於2015年10月7日在網上貼出了一封公開信，宣布對自己的所作所為道歉，並且辭去加州大學伯克利分校的講席教授職位。此後，馬西在學術界銷聲匿跡。這個系外行星探索領域的先驅，就這樣成了後來另一場影響深遠的著名社會運動的「先烈」。
馬西墜入深淵，為奎羅茲掃除了前進道路上最大的障礙。2017年，他取代了馬西，與自己的前導師麥耶一起獲得了著名的沃爾夫物理學獎。我在此預言，早晚有一天，這隊師徒會戴上諾獎的皇冠。
最後再多說一句。馬西的性騷擾醜聞大白於天下之後，另一個在天文學界赫赫有名的研究團隊也把他掃地出門。這個研究團體所負責的項目，就是我下篇文章要為你介紹的克卜勒望遠鏡。
關於系外行星更詳細的內容，可以關注作者今年10月即將出版的新書《宇宙奧德賽：穿越銀河系》。