2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予加拿大裔美國(guó)物理學(xué)家和理論宇宙學(xué)家詹姆斯·皮布爾斯（James Peebles）、瑞士天文學(xué)家米歇爾·梅耶（Michel G. E. Mayor）和瑞士天文學(xué)家迪迪埃爾·克羅茲（Didier Queloz），以表彰他們?cè)诶斫庥钪孢M(jìn)化上作出的卓越貢獻(xiàn)——因?yàn)樗麄兊墓ぷ鳎祟?lèi)重新認(rèn)識(shí)了自身在宇宙中的位置。

 

詹姆斯·皮布爾斯因在物理宇宙學(xué)理論上作出了突出貢獻(xiàn)獲獎(jiǎng)，將獲得 1/2 的獎(jiǎng)金；而米歇爾·梅耶和迪迪埃爾·克羅茲因共同發(fā)現(xiàn)了第一顆圍繞類(lèi)太陽(yáng)恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的系外行星獲獎(jiǎng)，將平均分享另外 1/2 的獎(jiǎng)金。 

 

這三位新晉諾獎(jiǎng)得主擁有怎樣的科研生涯？為什么他們的貢獻(xiàn)如此關(guān)鍵？讓我們?yōu)槟灰唤庾x。

 

詹姆斯·皮布爾斯（James Peebles）

 

 

詹姆斯·皮布爾斯是加拿大裔美國(guó)物理學(xué)家和理論宇宙學(xué)家，目前是美國(guó)普林斯頓大學(xué)阿爾伯特·愛(ài)因斯坦科學(xué)名譽(yù)教授。他 1935 年 4 月 25 日出生于加拿大曼尼托巴省溫尼伯，并在曼尼托巴大學(xué)（University of Manitoba）獲得了學(xué)士學(xué)位，1958 年離開(kāi)曼尼托巴進(jìn)入普林斯頓，于1962 年獲得普林斯頓大學(xué)博士學(xué)位。

 

皮布爾斯為大爆炸模型（Big Bang model）做出了許多重要的貢獻(xiàn)。他與羅伯特·迪克（Robert H. Dicke）等人一起預(yù)測(cè)了宇宙微波背景（CMB）輻射；為大爆炸核合成、暗物質(zhì)和暗能量做出了重大貢獻(xiàn)；此外他還是 1970 年代宇宙結(jié)構(gòu)形成理論的主要先驅(qū)。

 

一直以來(lái)，皮布爾斯都在不斷創(chuàng)新基本觀(guān)念，例如，他在 1987 年提出了原初等曲率重子模型（primordial isocurvature baryon model）；在 1970 年代初期為暗物質(zhì)問(wèn)題的創(chuàng)立作出了貢獻(xiàn)。他還因奧斯特里克-皮布爾斯判據(jù)（Ostriker-Peebles criterion）而聞名，該判據(jù)與銀河系形成的穩(wěn)定性相關(guān)。

 

獲獎(jiǎng)經(jīng)歷：愛(ài)丁頓獎(jiǎng)?wù)拢‥ddington Medal，1981），海因曼獎(jiǎng)（Heineman Prize，1982），皇家學(xué)會(huì)會(huì)員（Fellow of the Royal Society，1982），亨利·諾里斯·羅素講座（Henry Norris Russell Lectureship，1993），布魯斯獎(jiǎng)?wù)拢˙ruce Medal，1995），奧斯卡·克萊因獎(jiǎng)?wù)拢∣skar Klein Medal，1997），英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)金獎(jiǎng)（ Gold Medal of the Royal Astronomical Society，1998），格魯伯宇宙學(xué)獎(jiǎng)（Gruber Prize in Cosmology，2000），哈維獎(jiǎng)（Harvey Prize，2001），邵逸夫獎(jiǎng)（Shaw Prize，2004），克拉福德獎(jiǎng)（Crafoord Prize，2005），狄拉克獎(jiǎng)?wù)拢―irac Medal，2013），諾貝爾獎(jiǎng)（2019）。

 

 

米歇爾·梅耶（Michel G. E. Mayor）

 

米歇爾·梅耶是瑞士天文學(xué)家，他 2007 年退休前任教于日內(nèi)瓦大學(xué)天文學(xué)系，目前仍以榮譽(yù)退休教授身份繼續(xù)在日內(nèi)瓦天文臺(tái)進(jìn)行研究。

 

梅耶 1942 年生于瑞士沃州埃沙朗。1966 年在洛桑大學(xué)取得物理學(xué)士學(xué)位之后，他于 1971 年在日內(nèi)瓦大學(xué)取得天文學(xué)博士學(xué)位。1971 年他在劍橋大學(xué)天文研究所工作，隨后以休假方式在智利的歐洲南方天文臺(tái)和夏威夷的夏威夷大學(xué)天文研究所進(jìn)行研究。

 

他和迪迪埃爾·克羅茲于 1995 年一起發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)環(huán)繞類(lèi)太陽(yáng)恒星飛馬座51的行星：飛馬座51b。此后，他的研究聚焦在搜尋系外行星上。

 

1998 年 8 月，梅耶獲得了專(zhuān)門(mén)頒發(fā)給瑞士籍或有瑞士居留權(quán)科學(xué)家的馬塞爾·本努瓦獎(jiǎng)；同年獲得法國(guó)天文學(xué)會(huì)頒發(fā)最高獎(jiǎng)項(xiàng)皮埃爾·讓森獎(jiǎng)。2000 年，他獲得巴仁獎(jiǎng)，2004 年獲得阿爾伯特·愛(ài)因斯坦獎(jiǎng)?wù)隆⒎▏?guó)榮譽(yù)軍團(tuán)勛章騎士勛位。2005 年他獲得邵逸夫獎(jiǎng)的天文獎(jiǎng)。2010 年，梅耶獲得維克托·安巴楚勉國(guó)際獎(jiǎng)（Viktor Ambartsumian International Prize）和德國(guó)天文學(xué)會(huì)卡爾·史瓦西獎(jiǎng)?wù)隆?015 年 1 月他獲得英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)頒發(fā)最高榮譽(yù)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?/span>

 

 

迪迪埃爾·克羅茲（Didier Queloz）

 

迪迪埃爾·克羅茲 1966 年 2 月出生，他是瑞士天文學(xué)家，卡文迪許實(shí)驗(yàn)室和日內(nèi)瓦大學(xué)的物理學(xué)教授。1995 年，克羅茲在日內(nèi)瓦大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間，與他的導(dǎo)師米歇爾·梅耶一起發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系外的第一個(gè)巨行星，這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了當(dāng)時(shí)公認(rèn)的行星形成觀(guān)點(diǎn)，為行星形成和演化理論帶來(lái)了一場(chǎng)革命。從那時(shí)起，克羅茲就參與了一系列成功的精密光譜儀開(kāi)發(fā)工作，極大地提高了多普勒技術(shù)的精度。

 

2007 年，在新興的行星軌道探測(cè)領(lǐng)域，他與英國(guó)的 WASP 團(tuán)隊(duì)建立了成功的國(guó)際合作，為光譜確認(rèn)、精確的光度跟蹤和新行星的確認(rèn)提供了新的研究方法。他還積極參與過(guò)境行星的探測(cè)工作。

 

因?yàn)殚_(kāi)發(fā)出了新的觀(guān)察太陽(yáng)系外行星的天文學(xué)儀器和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，2011 年克羅茲（和他的博士導(dǎo)師梅耶）獲得了 BBVA 基礎(chǔ)科學(xué)前沿知識(shí)獎(jiǎng)，2017 年，克羅茲獲得了沃爾夫物理學(xué)獎(jiǎng)。

 

2013年，他成為劍橋大學(xué)教授，負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)一項(xiàng)全面的研究計(jì)劃，目的是使我們進(jìn)一步了解系外行星的形成，結(jié)構(gòu)和宜居性，并促進(jìn)和分享這一點(diǎn)的興奮性。

 

他的研究興趣為系外行星、恒星物理學(xué)和宇宙生命。

 

2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)：重新認(rèn)識(shí)我們?cè)谟钪嬷械奈恢?/span>

 

 

今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予重新認(rèn)識(shí)宇宙結(jié)構(gòu)和歷史的研究，以及首個(gè)圍繞類(lèi)太陽(yáng)恒星旋轉(zhuǎn)的系外行星的發(fā)現(xiàn)。

 

詹姆斯·皮布爾斯（James Peebles）對(duì)物理宇宙學(xué)的洞見(jiàn)豐富了整個(gè)研究領(lǐng)域，為過(guò)去五十年宇宙學(xué)研究從推測(cè)轉(zhuǎn)化成科學(xué)奠定了基礎(chǔ)。他在 20 世紀(jì) 60 年代中旬發(fā)展的理論框架如今已成為我們理解宇宙的基礎(chǔ)。

 

大爆炸模型描述了大約 140 億年前宇宙誕生之初的狀態(tài)，當(dāng)時(shí)的宇宙擁有極高的溫度和密度。在此之后，宇宙不斷膨脹，變得越來(lái)越龐大，也越來(lái)越冷。大爆炸之后僅僅過(guò)了 40 萬(wàn)年，宇宙已經(jīng)變得透明，讓光線(xiàn)得以穿過(guò)。即使在今天，這一古老的輻射仍然包圍著我們，宇宙的許多秘密就隱藏其中。皮布爾斯利用理論工具和計(jì)算，詮釋了宇宙早期留下的痕跡，并發(fā)現(xiàn)了新的物理過(guò)程。

 

這些結(jié)果對(duì)我們展示了這樣一個(gè)宇宙——我們只了解了它的 5%，這些物質(zhì)構(gòu)成了恒星、行星、樹(shù)木與我們。剩余的 95% 是仍然未知的暗物質(zhì)和暗能量，這是現(xiàn)代物理學(xué)所面臨的謎團(tuán)和挑戰(zhàn)。

 

1995 年 10 月，米歇爾·梅耶（Michel G. E. Mayor）和迪迪埃爾·克羅茲（Didier Queloz）宣布發(fā)現(xiàn)了第一顆太陽(yáng)系之外的行星，即系外行星。它位于我們所處的銀河系中，圍繞一顆類(lèi)太陽(yáng)恒星運(yùn)行。在法國(guó)南部的上普羅旺斯天文臺(tái)（Haute-Provence Observatory），他們用專(zhuān)門(mén)定制的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了飛馬座51b（51 Pegasi b），這是一顆氣態(tài)行星，體量與太陽(yáng)系最大的氣態(tài)巨行星——木星相當(dāng)。

 

這一發(fā)現(xiàn)掀起了天文學(xué)的一場(chǎng)革命，此后我們?cè)阢y河系中發(fā)現(xiàn)了 4000 多顆系外行星。奇特的新世界仍在被發(fā)現(xiàn)，它們有著各種各樣的大小、形態(tài)和軌道，差異之大令人難以置信。它們挑戰(zhàn)了我們關(guān)于行星系統(tǒng)的陳舊觀(guān)念，迫使科學(xué)家們修改了行星起源背后的物理過(guò)程的理論。已經(jīng)有更多的計(jì)劃開(kāi)始尋找系外行星，我們最終可能會(huì)找到一個(gè)永恒問(wèn)題的答案，那就是宇宙中是否還有其他生命。

 

今年的獲獎(jiǎng)?wù)吒淖兞宋覀儗?duì)宇宙的看法。詹姆斯·皮布爾斯的理論發(fā)現(xiàn)有助于我們理解大爆炸之后宇宙的演化，米歇爾·梅耶和迪迪埃爾·奎洛茲搜尋未知的行星，探尋了我們的宇宙“鄰居”。他們的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)永遠(yuǎn)改變了我們對(duì)世界的認(rèn)知。