解读2019诺贝尔物理学奖：重新认识我们在宇宙中的位置！

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今天，2019年诺贝尔物理学奖授予加拿大裔美国物理学家和理论宇宙学家詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles）、瑞士天文学家米歇尔·梅耶（Michel G. E. Mayor）和瑞士天文学家迪迪埃尔·克罗兹（Didier Queloz），以表彰他们在理解宇宙进化上作出的卓越贡献——因为他们的工作，人类重新认识了自身在宇宙中的位置。
詹姆斯·皮布尔斯因在物理宇宙学理论上作出了突出贡献获奖，将获得 1/2 的奖金；而米歇尔·梅耶和迪迪埃尔·克罗兹因共同发现了第一颗围绕类太阳恒星运转的系外行星获奖，将平均分享另外 1/2 的奖金。 这三位新晋诺奖得主拥有怎样的科研生涯？为什么他们的贡献如此关键？让我们为您一一解读。

詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles）
詹姆斯·皮布尔斯是加拿大裔美国物理学家和理论宇宙学家，目前是美国普林斯顿大学阿尔伯特·爱因斯坦科学名誉教授。他 1935 年 4 月 25 日出生于加拿大曼尼托巴省温尼伯，并在曼尼托巴大学（University of Manitoba）获得了学士学位，1958 年离开曼尼托巴进入普林斯顿，于1962 年获得普林斯顿大学博士学位。
皮布尔斯为大爆炸模型（Big Bang model）做出了许多重要的贡献。他与罗伯特·迪克（Robert H. Dicke）等人一起预测了宇宙微波背景（CMB）辐射；为大爆炸核合成、暗物质和暗能量做出了重大贡献；此外他还是 1970 年代宇宙结构形成理论的主要先驱。一直以来，皮布尔斯都在不断创新基本观念，例如，他在 1987 年提出了原初等曲率重子模型（primordial isocurvature baryon model）；在 1970 年代初期为暗物质问题的创立作出了贡献。他还因奥斯特里克-皮布尔斯判据（Ostriker-Peebles criterion）而闻名，该判据与银河系形成的稳定性相关。
获奖经历：爱丁顿奖章（Eddington Medal，1981），海因曼奖（Heineman Prize，1982），皇家学会会员（Fellow of the Royal Society，1982），亨利·诺里斯·罗素讲座（Henry Norris Russell Lectureship，1993），布鲁斯奖章（Bruce Medal，1995），奥斯卡·克莱因奖章（Oskar Klein Medal，1997），英国皇家天文学会金奖（ Gold Medal of the Royal Astronomical Society，1998），格鲁伯宇宙学奖（Gruber Prize in Cosmology，2000），哈维奖（Harvey Prize，2001），邵逸夫奖（Shaw Prize，2004），克拉福德奖（Crafoord Prize，2005），狄拉克奖章（Dirac Medal，2013），诺贝尔奖（2019）。
米歇尔·梅耶（Michel G. E. Mayor）
米歇尔·梅耶是瑞士天文学家，他 2007 年退休前任教于日内瓦大学天文学系，目前仍以荣誉退休教授身份继续在日内瓦天文台进行研究。梅耶 1942 年生于瑞士沃州埃沙朗。1966 年在洛桑大学取得物理学士学位之后，他于 1971 年在日内瓦大学取得天文学博士学位。1971 年他在剑桥大学天文研究所工作，随后以休假方式在智利的欧洲南方天文台和夏威夷的夏威夷大学天文研究所进行研究。他和迪迪埃尔·克罗兹于 1995 年一起发现了第一个环绕类太阳恒星飞马座51的行星：飞马座51b。此后，他的研究聚焦在搜寻系外行星上。
1998 年 8 月，梅耶获得了专门颁发给瑞士籍或有瑞士居留权科学家的马塞尔·本努瓦奖；同年获得法国天文学会颁发最高奖项皮埃尔·让森奖。2000 年，他获得巴仁奖，2004 年获得阿尔伯特·爱因斯坦奖章、法国荣誉军团勋章骑士勋位。2005 年他获得邵逸夫奖的天文奖。2010 年，梅耶获得维克托·安巴楚勉国际奖（Viktor Ambartsumian International Prize）和德国天文学会卡尔·史瓦西奖章。2015 年 1 月他获得英国皇家天文学会颁发最高荣誉金质奖章。
迪迪埃尔·克罗兹（Didier Queloz）
迪迪埃尔·克罗兹 1966 年 2 月出生，他是瑞士天文学家，卡文迪许实验室和日内瓦大学的物理学教授。1995 年，克罗兹在日内瓦大学攻读博士学位期间，与他的导师米歇尔·梅耶一起发现了太阳系外的第一个巨行星，这一发现挑战了当时公认的行星形成观点，为行星形成和演化理论带来了一场革命。从那时起，克罗兹就参与了一系列成功的精密光谱仪开发工作，极大地提高了多普勒技术的精度。
2007 年，在新兴的行星轨道探测领域，他与英国的 WASP 团队建立了成功的国际合作，为光谱确认、精确的光度跟踪和新行星的确认提供了新的研究方法。他还积极参与过境行星的探测工作。因为开发出了新的观察太阳系外行星的天文学仪器和实验技术，2011 年克罗兹（和他的博士导师梅耶）获得了 BBVA 基础科学前沿知识奖，2017 年，克罗兹获得了沃尔夫物理学奖。
2013年，他成为剑桥大学教授，负责领导一项全面的研究计划，目的是使我们进一步了解系外行星的形成，结构和宜居性，并促进和分享这一点的兴奋性。他的研究兴趣为系外行星、恒星物理学和宇宙生命。
2019年诺贝尔物理学奖：重新认识我们在宇宙中的位置
今年的诺贝尔物理学奖授予重新认识宇宙结构和历史的研究，以及首个围绕类太阳恒星旋转的系外行星的发现。詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles）对物理宇宙学的洞见丰富了整个研究领域，为过去五十年宇宙学研究从推测转化成科学奠定了基础。他在 20 世纪 60 年代中旬发展的理论框架如今已成为我们理解宇宙的基础。大爆炸模型描述了大约 140 亿年前宇宙诞生之初的状态，当时的宇宙拥有极高的温度和密度。在此之后，宇宙不断膨胀，变得越来越庞大，也越来越冷。大爆炸之后仅仅过了 40 万年，宇宙已经变得透明，让光线得以穿过。
即使在今天，这一古老的辐射依旧包围着我们，宇宙的许多秘密就隐藏其中。皮布尔斯利用理论工具和计算，诠释了宇宙早期留下的痕迹，并发现了新的物理过程。这些结果对我们展示了这样一个宇宙——我们只了解了它的 5%，这些物质构成了恒星、行星、树木与我们。剩余的 95% 是依旧未知的暗物质和暗能量，这是现代物理学所面临的谜团和挑战。1995 年 10 月，米歇尔·梅耶（Michel G. E. Mayor）和迪迪埃尔·克罗兹（Didier Queloz）宣布发现了第一颗太阳系之外的行星，即系外行星。
它位于我们所处的银河系中，围绕一颗类太阳恒星运行。在法国南部的上普罗旺斯天文台（Haute-Provence Observatory），他们用专门定制的望远镜发现了飞马座51b（51 Pegasi b），这是一颗气态行星，体量与太阳系最大的气态巨行星——木星相当。这一发现掀起了天文学的一场革命，此后我们在银河系中发现了 4000 多颗系外行星。奇特的新世界仍在被发现，它们有着各种各样的大小、形态和轨道，差异之大令人难以置信。它们挑战了我们关于行星系统的陈旧观念，迫使科学家们修改了行星起源背后的物理过程的理论。
已经有更多的计划开始寻找系外行星，我们最终可能会找到一个永恒问题的答案，那就是宇宙中是否还有其他生命。今年的获奖者改变了我们对宇宙的看法。詹姆斯·皮布尔斯的理论发现有助于我们理解大爆炸之后宇宙的演化，米歇尔·梅耶和迪迪埃尔·奎洛兹搜寻未知的行星，探寻了我们的宇宙“邻居”。他们的发现已经永远改变了我们对世界的认知。
本文转自：科研圈/keyanquan
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