2019年诺贝尔物理学奖
2019年的诺贝尔物理学奖颁发了三位科学家,分别是吉姆·皮布尔斯(James Peebles),米歇尔·麦耶(Michel Mayor)、迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz)。其间吉姆·皮布尔斯共享1/2的诺贝尔奖,而米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹共享1/2的诺贝尔奖。
那这三位科学家究竟做出了什么科学效果呢?
咱们先来看一下,诺贝尔奖委员会的颁奖词:
赞誉他们在世界理论范畴、系外行星的发现。
大部分看到这儿,心里一定是溃散的,因为字都看得懂,但合起来就不知道究竟说了啥?
今日,我来给你科普一下这三位科学家究竟干了啥?
当然,在此之外,咱们要先来用一句话归纳他们的科学成果,大约便是:
天文学的两个细分范畴的严重革新。
详细咋回事呢?咱们来一个个看看。
吉姆·皮布尔斯:为现代世界学奠基
吉姆·皮布尔斯的首要奉献是对现代世界学的奠基效果。
那么问题来了,世界学究竟是什么?这和天文学有什么关系?
世界学这个词最早来自于希腊语,详细的意思是:
世界学是对世界全体的研讨,而且讨论人类在世界中的位置。
说白了便是,不拘泥于研讨某个天体或许某种天文学现象,而是从全体的视点来研讨世界。咱们了解的科学家霍金,其实也是这个范畴的闻名研讨者之一。所以,吉姆·皮布尔斯和霍金是同行。
吉姆·皮布尔斯究竟做了什么呢?
这儿咱们要搞清楚一个中心的问题:科学的言语是数学。
一切的理论终究都要依托数学言语来进行描绘,物理学是这样,化学也是这样,生物学其实也得这样,当然,世界学也就不破例了。
咱们最常传闻的爱因斯坦其实便是这方面的高手,他在1905年宣布了4篇具有开创性的论文,其间一篇是关于布朗运动的,详细来说便是,花粉颗粒在水溶液中会呈现不停顿的无规则运动。实际上,这是水分子关于花粉粒子的影响形成的。
不过布朗运动是在1827年被一位叫做布朗的学者提出来的,一向到1905年之间,也有一些科学家提出了合理的理论来解说这个现象。但只要到了爱因斯坦才真正被处理了,这是因为爱因斯坦用数学言语描绘了布朗运动。
吉姆·皮布尔斯其实做的便是和爱因斯坦相同的作业。详细来说是,曩昔100年来的研讨,科学家发现世界诞生于138亿年前,起先世界是十分火热的,大爆炸之后,世界空间开端胀大,温度就开端下降,不过前期的世界就像一锅粒子汤,里边的各种粒子乱跑,因为温度还很高,原子核还没有办法抓获电子。
一向到世界大爆炸之后的38万年,也便是世界38万岁时,原子核抓获电子,形成了温度的原子结构,而前期世界大爆炸的余热以电磁波地方式在世界中传达一向继续至今,它们成为了世界的布景辐射,被称为世界微波布景辐射。便是吉姆·皮布尔斯和罗伯特·迪克等人从理论上解说了世界微波布景辐射其实是大爆炸的印记。
1964年,美国贝尔实验室的两位工程师阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊意外发现了世界微波布景,而且因而获得了1978年诺贝尔物理学奖。
可是前期观测到的世界微波布景辐射还很粗糙,后来COBE卫星得到了更精准的世界微波布景辐射,两位相关的研讨院乔治·斯穆特和约翰·马瑟因而获得了2006年的诺贝尔物理学奖,诺贝尔奖委员会其时给出的颁奖理由是:
世界布景勘探的方案能够视为世界学成为精细科学的起点。
发现没有,世界微波布景辐射现已催生了2次诺贝尔物理学奖,但都是给到观测方面的,理论方面还没有给,而吉姆·皮布尔斯是在理论方面做出奉献的,能够说是实至名归。
但吉姆·皮布尔斯在世界学的奉献不止这些,世界学是近100年才高速发展起来的学科,其间有许多定量的核算并没有执行,他学术生计的很多作业都是在让物理世界学成为一个能够被定量研讨的物理学分支,而且在世界大爆炸、暗物质、暗能量等范畴都有很高的建树。2004年,邵逸夫奖就颁给了他,颁奖词如下:
他为世界学中简直一切的现代研讨奠定了根底,包含理论和观测,将一个高度猜想性的范畴变成了一门精细的科学
因而,吉姆·皮布尔斯应该能够被认为是现代世界学奠基人之一。也正是他,推动了物理世界学的定量研讨的革新。
发现系外行星
至于米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹,他们的奉献首要是发现了第一个盘绕类太阳恒星飞马座51的行星飞马座51b。
这听起来很拗口,一般人也很难了解这究竟有什么?
咱们能够先从太阳系的视点出发来了解,咱们都知道地球绕着太阳转,但实际上,太阳本身也在绕着质心转。
那这有啥的呢?咱们能够幻想一下,咱们夜晚之所以能够看到星光,很大程度上是因为这些天体本身发光,宣布的光来到了地球被咱们看到。也便是说,咱们肉眼能看到的天体基本上都是恒星或许星系,以及极端单个的几个太阳系内的行星。太阳系外的行星因为本身不发光,反射的光又不足以抵达地球,所以科学家很难观测得到。
米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹提出了一种径向速度法,详细啥意思呢?
假如咱们从地球上去观测一颗恒星,这颗恒星因为本身也在绕着质心转,因而就会呈现来来回回,处于摇摆不定的状况。
这种来来回回的速度能够使用多普勒效应来丈量得到,详细来说便是咱们看到的光的波长会发现改动。远离咱们时会红移,接近咱们时会蓝移。咱们就能够经过光的改变以及理论模型,得到恒星和绕行行星的一些要害数据。
他们的这个发现拉开了寻觅“系外行星”的革新。他们使用这个办法找到了类太阳恒星飞马座51的行星飞马座51b,后来许多科学家使用相同的办法找到了4000多颗系外行星,一起还促进了科学家关于行星的了解。
关于2019年诺贝尔物理学奖的解读就到这儿,最终咱们来总结一下,这次诺贝尔物理学奖颁给了两个天文学的严重革新,其一吉姆·皮布尔斯关于现代世界学的奠基,其二是米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹提出的寻觅系外行星的观测办法。