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诺贝尔物理学探访系外行星和宇宙学先驱

2020-02-12 15:04:11来源:

宇宙学家詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)和天文学家米歇尔·马约尔(Michel Mayor)和迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz)因发现宇宙和地球的演化而赢得了2019年诺贝尔物理学奖。

1995年,瑞士日内瓦大学的市长和他当时的学生Queloz宣布1,它首次发现了一颗绕太阳般恒星运转的行星-发射了一个已成为天文学界最热的领域。他们通过对恒星51 Pegasi的微小引力探测到了系外行星,该技术现已用于研究已知存在的4000多个系外行星中的一些。

系外行星文件

新泽西州普林斯顿大学的皮布尔斯(Peebles)开发了一个理论框架,诺贝尔委员会说这形成了“我们从大爆炸到今天对宇宙历史的现代理解的基础”?

皮布尔斯(Peebles)帮助奠定了宇宙微波背景(CMB),大爆炸的“燕尾”的理论基础,并建立了宇宙演化的当前“荣达德模型”。在这个模型中,被称为暗物质的神秘物质在组装宇宙的大规模结构(例如星系和星系团)中起着核心作用。

市长和奎洛兹都是瑞士人,分别于1942年和1966年出生,分享奖金的一半,价值900万瑞典克朗(910,000美元)。1935年出生于加拿大温尼伯的皮布尔斯(Peebles)将获得另一半。

惊喜世界

市长和奎洛兹发现“破坏了现代系外行星科学”?西班牙巴塞罗那太空科学研究院(CSIC)的天文学家Guillem Anglada-Escud茅说。

研究人员已经发现系外行星绕着被称为脉冲星的死星的自旋核旋转,但不在与我们类似的恒星周围,这些恒星可以容纳可居住的行星。

对的发现令天文学界感到惊讶。他们发现的这颗行星叫做51 Pegasi b,是一个巨大的气体,天文学家曾预期这种类型的行星会绕太阳系的外围飞行。但是两人发现它绕着恒星运行的距离比水星离太阳更近十倍,这是其他行星系统可能不像我们自己的行星的早期迹象。

系外行星天文学家弗朗切斯科·佩佩(Francesco Pepe)说,当时有几个小组在进行类似的观察,但马约尔市长和奎洛兹率先进行了探测,因为它们投下了更大的网。佩佩说:“当他们在上普罗旺斯天文台开始其计划时,他们发现了51颗Pegasi b,“他们并没有专注于试图发现像我们太阳系中的行星那样的行星。”日内瓦大学天文学系主任。特别是,他们的观察使他们能够看到轨道非常狭窄的木星大小的行星。“他有所作为。” / p>

哈勃望远镜窥探遥远世界的雨水

安格拉达·埃斯库德(Anglada-Escud茅)说,这一发现之所以引人注目,是因为它几乎完全不含糊并很快得到了证实。他说,瑞士团队几乎立即开始认真调查天空,这与加州大学伯克利分校的一个团队在系外行星狩猎中引发了一场“古老战争”,当时正在使用类似的技术来探测行星和那是第一个证实二人组发现的东西。伯克利团队的负责人杰弗里·马西(Geoffrey Marcy)此前也曾被提名为诺贝尔奖的竞争者。在大学调查裁定他违反了性骚扰政策后,他于2015年从伯克利辞职。

市长和Queloz均在英国剑桥大学和日内瓦大学之间度过时光,他们在制造精致精密仪器方面的才华闻名。他们开发了能观察到恒星在行星引力影响下摆动时光频率微小变化的光谱仪。这种方法被称为径向速度技术,可以检测系外行星并估计其质量。如今,它只是天文学家用来寻找系外行星,研究其大气层和潜在外显子的几种方法之一。其中一些行星具有类似地球的特质,包括行星大气中水的体积是我们自身体积的两倍。

英国圣安德鲁斯大学的系外行星研究员克里斯蒂安·海林说,这对人是“无用的科学家”,他们与一个不断发展的研究者社区一起为全新的研究领域铺平了道路。Queloz“一向致力于发展和支持整个社区,而不仅仅是为了自己的成功”?她补充说。

探测头灯

同时,皮布尔斯(Peebles)的理论已帮助宇宙学家更加了解CMB和宇宙起源。

斯德哥尔摩大学分子物理学家马茨·拉尔森(Mats Larsson)说:“这不是因为詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)的理论发现,在过去20年中对这种辐射进行的出色的高精度测量几乎没有告诉我们。” 2019年诺贝尔物理学委员会宣布获奖时。

寻求解开婴儿宇宙秘密的追求

Peebles的巴黎天体物理研究所的天体物理学家Fran莽ois Bouchet说:“这是一个当之无愧的认可。”他说,皮布尔斯(Peebles)在宇宙学的几乎所有分支上都留下了自己的印记,通过扎根于物理学的计算方法,使该领域处于稳固的基础上。特别是在19702年,皮布尔斯(Peebles)是预测CMB形状的先驱。布歇(Bouchet)是欧洲航天局(Planck)普朗克(Planck)任务的首席研究员,该任务在这十年中完成了CMB天空迄今最精确的制图。

皮布尔斯(Peebles)帮助开发了一种称为“旧暗物质”的宇宙演化模型,该理论描述了宇宙从热的,密集的开始膨胀和冷却时如何形成宇宙结构。再加上后来有关暗能量的神秘力的想法,这已成为现代宇宙学的标准框架。

尽管尚不清楚暗物质的确切性质,但对宇宙的一些高精度测量为该理论提供了支持-这些研究包括CMB的研究以及星系在大片天空中的映射。该理论表明,如果暗物质由亚原子颗粒组成,则它们必须是块状的且运动相对较慢。现在,观测已基本排除了模型,在该模型中,较轻但运动更快的粒子将主导暗物质。

普朗克和其他项目已在Peebles预测的CMB中找到了功能。天体物理学家拉希德·桑尼亚耶夫(Rashid Sunyaev)说:“天空中的物质真正存在,而不仅仅是理论,”他是苏联天体物理学家之一,曾在1970年进行过类似的计算,现在在德国加尔兴的马克斯·普朗克天体物理研究所工作。

皮布尔斯说:“建立我们的宇宙正在进化的说法,在一定程度上是理论上的发现,但没有证据(现在已经有非常牢固的证据),它确实确实是从热的,稠密的状态中扩展出来的,这毫无意义。”奖项公布后,请致电记者。“取决于理论和观察的相互作用。” / p>

太阳系外行星和宇宙学在同一奖项中配对是不寻常的,但是这两种工作方式“为人类在宇宙中所处的位置提供了新的视角”?布歇说。

自然574,162(2019)