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2019,诺贝尔物理学奖获得者回答宇宙终极问题

2019-10-09 14:21 weila

“宇宙微波背景是我们宇宙中最古老的光,当宇宙刚刚 380,000 岁时就刻在了天空上。它显示出微小的温度涨落,对应着局部密度的细微差异,代表着所有未来的结构,是当今的恒星与星系的种子。”

通过观测微波背景辐射,我们可以推断出宇宙的过去:从宇宙最初极高速的爆炸,到转入所谓热大爆炸,再到逐渐冷却、形成第一代的恒星和星系、形成今天的宇宙……微波背景辐射的角功率谱上,忠实地记录着这一切。

然而,皮布尔斯解答了一些问题,却留给了我们更多的迷。

根据他的模型,从宇宙微波背景中,科学家推测出了宇宙的成分:构成行星和人类的普通物质仅占宇宙总物质量的 5%,剩下的是 26% 的暗物质和 69% 的暗能量。

它们究竟是什么?又怎样影响着人类的生活?这将是这是现代物理学要面对的下一个挑战。

地球的胞兄

美国天文学家、科幻作家卡尔·萨根坚信宇宙中不止一个地球,他说道:“如果上帝只为人类创造了这么大的一个宇宙,那也太浪费空间了。”

30 年之后 ,这个迷思终于被米歇尔·梅耶尔和迪迪埃·克罗兹的观测证实了。

1995年10月6日,米歇尔·梅耶尔和迪迪埃·克罗兹在《自然》杂志上发表文章,宣称他们利用径向速度法,通过普罗旺斯天文台的埃洛迪摄谱仪发现了一颗地外行星,即 “飞马座 51b”(51 Pegasi b)。这是人类首次在一颗与太阳相似的恒星周围发现行星。

这颗行星的质量下限差不多是地球的 150 倍,表面有大气,整体呈红热状态。最重要的是飞马座 51b 所环绕的恒星与太阳非常相似:大小相近而且正值壮年。

而之前,天文学家观测到的母恒星不是已经死亡的脉冲星,就是步入暮年的红巨星。

他们的发现在天文学界掀起了一场革命,迫使天文学家们重新考虑自己的观测方向、更新旧有的行星形成理论。

在此之后,天文学家又发现了 4000 多颗地外行星,其中包括位于半人马座、距离地球 4.2 光年的宜居星球“比邻星b”,距离地球 39 光年的“七星绕日”系统 TRAPPIST-1,以及表面存在大气和水的 K2-18b。

根据现有的数据估算,在银河系中类似地球的行星可能有 110 亿颗,其中的一颗可能就是人类未来的新家。

詹姆斯·皮布尔斯的理论发现让我们得知了暗物质的存在,而米歇尔·梅耶尔和迪迪埃·克罗兹则在观测未知行星的过程中第一次发现了我们的近邻们。

因为这三人的成就,当我们再次审视宇宙,视角已与前人完全不同。

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