深空與未解之謎獲2019年諾貝爾物理學獎

2020-12-03 天文在線

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諾獎獲得者的發現影響我們如何看待今天的宇宙,並有助於未來發現。

今年的諾貝爾物理學獎授予關於宇宙模型革命性研究,包括其結構,演化,此外還授予在太陽系統外首次發現一顆外行星繞類似太陽恆星公轉。

圖解 :2013年1月2日:天文學家估計銀河系可能包含多達4,000億顆系外行星,這幾乎是每一顆恆星都有一顆行星。

2019年宣布諾獎物理學獎共同授予研究宇宙模型的加美籍宇宙學家和物理學家詹姆斯 菲布斯(James Pheebles)和日內瓦大學天體物理學家團隊的米謝爾 梅耶(Michel Mayor)和迪迪埃 奎羅茲(Didier Queloz)。後者發現了外行星,給宇宙建模。

圖解:藝術家顯示在銀河系內的恆星有行星環繞著是多麼普通的現象。

19世紀60年代,菲布斯創建了關於宇宙的理論模型。該模型為科學家理解宇宙從大爆炸發展到現在的樣子提供了基礎。

當時,沒有證據可以顯示早期的宇宙長什麼樣。菲布斯的模型解釋了遠古時期輻射能量的痕跡以及宇宙如何從溫度極高,密度極大的狀態開始擴張,並在擴張過程中逐漸冷卻。

圖解:利用凌日法偵測系外行星,下方的線圖代表不同時間地球所接收到的光量。

隨著菲布斯模型的演化,菲布斯對理解暗物質和暗能量也做出了貢獻。如我們是如何知道僅僅5%的物質構成了整個宇宙——宇宙另外95%由暗物質和暗能量構成。

如今暗物質和暗能量對於天體物理學家來說仍然很神秘,有可能是所有物質中最神秘的東西。因為暗物質和暗能量觀測不到,我們僅能通過對周圍宇宙天體的影響知道它的存在。

然而,今年的諾獎引發另一謎團的討論,即為什麼太空人維拉 魯賓(Vera Rubin)在19世紀6、70年代的先驅性的工作卻未能得到諾獎評審委員會的賞識。他認為星系大部分由暗物質組成。

圖解:從引力透鏡產生的效應,星系團CL0024+17內部被發現存在有一個暗物質圈,在這張哈勃太空望遠鏡像片裡以藍色顯示出來。

有人推測魯賓的成果被大大忽略是因為她是女性卻身處男性主宰的領域。2018年的物理學諾貝爾獎頒發給加拿大物理學家多娜 斯特裡克蘭(Donna Strickland),她是諾獎有史以來第三位女性獲獎人。

魯賓於2016年12月去世,享年88歲,身前卻沒能得到她的諾貝爾獎。

2019年物理學諾貝爾獎部分頒發給詹姆斯菲布斯,獎勵他在物理宇宙學所作出的理論性發現。另一部分獎勵給米謝爾梅耶和迪迪埃奎羅茲,獎勵他們發現了一顆繞類太陽恆星公轉的外行星。

外行星捕手

同時,梅耶和奎羅茲在外太陽系首次發現行星。兩人在1995年10月宣布其發現,為外行星繞類太陽主恆星公轉現象的首次發現。

基於此次發現,科學家至今在外太陽系統裡捕捉到4000顆外行星。

圖解:畫家筆下的脈衝星PSR B1257+12行星系統

過去的25年裡,外行星的發現噴湧而出。自從梅耶和奎羅茲發現了飛馬座51後,資金投入到新科技來觀測和發現太陽系以外的外行星。

NASA(美國宇航局)在2018年4月發射了價值2億美元的外行星探測衛星(TESS)探測200,000顆恆星,打算在為期兩年內尋找外行星。TESS確認目前已發現29顆外行星。

圖解:畫家筆下織女星附近兩顆冥王星大小的矮行星碰撞的情景。

儘管它們相距幾十光年的距離,這些發現已經改變我們對宇宙的認知,包括宇宙的膨脹和藏在黑暗處的不為人所知的物質,還有在這個不斷膨脹的宇宙家園裡,地球所處的位置。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.inverse-Passant Rabieon

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