今年諾貝爾物理學獎授予宇宙學理論和系外行星,對人類認識宇宙有什麼意義

時間 2022-01-12 15:38:22

1樓:折月煮酒君醉否

諾貝爾物理學獎授予宇宙學理論和系外行星,有利於我們進一步探索宇宙

2樓:和藹的哦

為我們人類認識宇宙具有一定的幫助,可以更加深刻的認識。

3樓:過戶嘿嘿

物理學獎授予宇宙學理論和系外行星,對人類認識宇宙有積極作用啊,又進一步了。

4樓:大蝦公尺影視

加速了人類認識太空,和人類自己的定位為宇宙探索進一步發展。

5樓:朋嬋雋

可以更好地讓人們來認識宇宙的一切,為人類探索宇宙更進一步。

6樓:淺題

加深了人類對宇宙的認識,同時擴大了人類對宇宙的認知。

7樓:拱靜曼

我覺得這是因為,宇宙學理論和系外行星可以讓人眼界變寬。

8樓:我的百度暱稱

可以進一步加強人們對宇宙的認識,為了更好的探索宇宙。

9樓:可愛的啊路

我覺得是對人類很有幫助的,為人類的事業做出偉大貢獻。

10樓:

加深了人類對宇宙的認識,同時擴大了人類對宇宙的認知。大**模型描述宇宙的最初時刻,大約140億年前,當時宇宙非常熱,密度很大。從那以後,宇宙一直在膨脹,變得越來越大,越來越冷。

大**後僅僅40萬年,宇宙變得透明,光線能夠穿越太空。即使到了今天,這種古老的輻射仍然存在於我們周圍,並被編碼在其中,許多宇宙的秘密都被隱藏起來了。詹姆斯利用他的理論工具和計算,能夠解釋這些痕跡從早期的宇宙,並發現新的物理過程。

研究結果向我們展示了乙個真正的宇宙,其中只有5%的內容是已知的,即構成恆星、行星、樹木和我們的物質。其餘的95%是未知的暗物質和暗能量。這是乙個謎,也是對現代物理學的挑戰。

另一半獎金由公尺歇爾和迪迪埃平分。

1995年10月,公尺歇爾和迪迪埃第一次發現太陽系外的行星,系外行星,圍繞著我們的主星系銀河系中的一顆太陽型恆星執行。在法國南部的上普羅旺斯天文台(haute-provence),他們利用自定義的儀器,能夠看到51 pegasb行星,這是乙個與太陽系最大的氣態巨行星木星相當的氣態球。

這一發現引發了天文學的一場革命,此後在銀河系發現了4000多顆系外行星。奇怪的新世界仍在被發現,巨大的規模、形態和軌道令人難以置信。他們挑戰我們對行星系統的先入為主的想法,並迫使科學家修改他們關於行星起源背後的物理過程的理論。

隨著眾多計畫開始尋找系外行星,我們最終可能會找到乙個永恆的答案,那就是其他生命是否存在。

今年的獲獎者改變了我們對宇宙的看法。詹姆斯的理論發現有助於我們理解宇宙在大**之後是如何演化的,公尺歇爾和迪迪埃則在尋找未知行星的過程中探索了我們的宇宙鄰里。

今年諾貝爾物理學獎頒給了誰?研究的啥?為啥頒獎給他仨?

11樓:想法捕手

2019年諾貝爾物理學獎揭曉,這次表彰的是幫助人類認識宇宙的卓越貢獻者。

其中一半授予來自美國的吉姆·皮布林斯(james peebles),他發現了構成恆星、行星以及我們的這些常規物質只佔宇宙能量的5%,剩下95%的宇宙能量都是未知的暗物質與暗能量。暗物質表現為不知**的巨大引力,暗能量表現為導致宇宙膨脹的無形力量。皮布林斯的工作為人類認知宇宙建立了乙個全新的框架,開創了「物理宇宙學理論」。

另一半授予來自瑞士的公尺歇爾·麥耶(michel mayor)和迪迪埃·奎洛茲(didier queloz),他們於1995年10月首次發現了一顆名為飛馬座51b(綽號「伯洛爾芬」)的系外行星,它繞著銀河系中的一顆類似太陽的恆星運轉。這也是人類發現的第一顆「熱木星」。麥耶和奎洛茲掀起了天文學界的一場革命,開啟了人類探索系外行星的新征程。

諾貝爾獎的反應遲鈍是眾所周知的,但這也體現了科學領域的嚴謹,這份獎項的含金量也遠超900萬瑞典克朗(約合人民幣697萬元)的獎金。

皮布林斯闡明的宇宙結構與歷史,為過去50年的宇宙學奠定了堅實的基礎。他的工作為現代宇宙學開創了一門新的內功,對人類而言是一座巨大的「金礦」,而麥耶和奎洛茲的工作激勵了人類探索宇宙的熱情,如同一門精彩絕倫的外功,對系外行星的發現開啟了人類探尋新世界的「淘金」熱潮。

要具體闡述皮布林斯的工作可能需要大量的理論知識與數學知識,一時半會無法說透,所以今天我們不妨說說麥耶和奎洛茲的工作,我們是如何探測系外行星的?

其實在麥耶和奎洛茲的工作之前,1992年人們就發現了一顆圍繞脈衝星轉動的系外行星psr 1257+12b,不過它的發現純屬意外,而1995年發現的飛馬座51b才是傳統意義上圍繞恆星公轉的系外行星。

麥耶和奎洛茲目前都是日內瓦大學的教授,而麥耶是奎洛茲就讀博士期間的導師。他們於1995年10月發現了第一顆圍繞類似太陽的恆星運轉的系外行星,這顆行星正是飛馬座51b。其質量接近或超過木星,與其宿主恆星距離只有0.

5至0.015個天文單位(地日距離為1個天文單位),大約為水星到太陽距離的1/8至金星到太陽的距離範圍,稱為「熱木星」。

飛馬座51b距離地球約50光年,質量只有木星的一半,但體積卻是木星的兩倍,一年只有4天,表面溫度在1000 °c ,並且它被潮汐鎖定永遠以同一面朝向恆星。飛馬座51b的發現引發了天文學界的一場革命。之前主流理論一直認為行星的形成需要冷卻的構造塊,而這些構造塊只可能在遠離恆星的地方才能形成。

這是乙個重大的發現,讓我們需要重新思考行星系統的形成原因,也掀起了系外行星探索熱潮。此後,銀河系有4000多顆系外行星被發現。

在此之前,發現系外行星是非常困難的一件事,因為行星反射光線比恆星的光線弱得多,要在一顆恆星璀璨的光芒裡發現它,談何如意。對於跨星系的我們來說,遙遠恆星的耀眼光芒將淹沒周圍的一切,要找到伴隨它們身邊的行星,這就如同在一片波光粼粼的湖裡,找到一根小小的針。而有時我們連這片湖都無法找到,更不用說湖中的針了。

而隨著科學探索手段的發展,遵循事物的因果關係,後來我們發現了許多新的探測技術,大大加速了對系外行星的探測。而第乙個成功的探測技術就是徑向速度法。

要搞清楚這個方法其實很簡單,但需要更深刻地理解一下恆星與行星之間的相互作用關係。

我們一般都認為行星圍繞恆星公轉,而恆星靜止不動。但實際上,行星的公轉是由於恆星的引力造成的,然而力是相互的,在恆星拽著行星轉圈時,行星也拽著恆星輕微的左右晃動,且行星的質量越大,晃動就越明顯。

比如,太陽系裡的木星大哥,就能拽著太陽左搖右晃。而恆星作為乙個光源,它的位移就會產生都卜勒效應。都卜勒效應簡單來說,就是具有波性質的一切資訊源,在移動過程中會導致發出的波被拉伸或壓縮。

資訊源遠離目標運動,波長就會變大;資訊源靠近目標運動,波長就會變小。

這就好比我們日常聽見的警笛聲,從遠處傳來時,聲音還很柔和,但隨著警車靠攏,警笛聲的波長被壓縮,會感覺聲音立即尖銳了起來。當警車遠去時,聲音又變得舒緩了。都卜勒效應在聲波上,表現為音調的公升降,而在光波上,則表現為顏色的變化,光源遠離我們就會變得更紅,稱之為「紅移」;光源靠近我們就變得更藍,稱之為「藍移」。

知道了這一原理,天文學家就可以使用光譜儀先得到目標恆星的吸收光譜線,這個光譜線就好比這個恆星的指紋一樣。但如果它身邊有一顆行星在圍繞它公轉的過程中,使它在朝我們的方向上前後搖動,那麼我們就會發現這顆恆星的吸收光譜線不斷地來回移動。

因為光譜線的靈敏度相當高,所以徑向速度法能檢測到幾百萬光年外,恆星每秒1公尺的細微移動。不僅可以用來發現系外行星,還可以計算它的質量。飛馬座51b就是通過這種方法被發現的。

雖然徑向速度法十分精準,但一顆行星想要牽引恆星晃動,並產生足夠探測的都卜勒效應,需要行星對恆星有足夠大的重心引力。這就意味著,徑向速度法最適合探測離恆星近的類似木星的大質量行星,這也是「熱木星」名字的由來。

對於像地球這樣質量不夠,無法拖動恆星晃動的行星,可能就有點力不從心。針對這種情況,天文學家們又想到了另外一種簡便的方法來尋找系外行星。

「凌星法」的原理也很簡單,當一顆系外行星剛好從它的恆星與我們之間經過時,恆星的光芒被其所擋,短時間內會變得暗淡一點,行星離開後又恢復如初,這一過程就稱為「凌星事件」。當然造成恆星變暗,除了被行星所擋,還會有多種原因。比如,突然爆發一大團太陽黑子(溫度低的區域),或食變雙星(雙恆星系統相互交叉擋住對方的光芒)都可能引起混淆。

為此天文學家設定了兩道「門檻」:乙個確認,乙個驗證。

確認有足夠多的資料來確定天體的質量。驗證就是仔細檢查一遍資料去除可能干擾因素,這些都是極其繁瑣的工作。驗證這些資料至少要滿足觀察到乙個恆星的凌星間隔時間總是相同。

凌星間隔時間即為行星公轉週期,週期越長,它和恆星之間的距離也就越遠,根據距離和恆星的光譜,我們還能確定這顆行星是否在其宜居帶內。而恆星在此期間變得越暗,說明被擋住的光越多,而這顆行星就越大。自從2009年發射公升空,nasa的克卜勒空間望遠鏡前4年就一直盯著天鵝座和天琴座那一片星空,在15萬顆恆星裡,尋找著它們的凌星事件。

截止2017年4月為止,它已為我們辨別了9500個可能的系外行星,其中還有不少剛好位於宜居帶。當然這些大量的資料還需要天文學家們慢慢的挖掘與確認。凌星法也有乙個致命的弱點,就是觀測的行星必須要從它的恆星與我們之間經過才行。

這種苛刻的要求,使得我們能發現的系外行星注定只佔少數。不管是徑向速度法,還是凌星法,都是天文學發展的智慧型閃光。而當我們發現越來越多的系外行星之後,你會發現乙個不爭的事實:

太陽系這樣的行星系簡直是鳳毛菱角。

但對於浩瀚的星空,無窮的宇宙,我們心中卻永遠迴盪著乙個無聲的心願:另乙個世界,另乙個地球。

對於真正嚮往星空的人,永遠不會認為我們就是宇宙的唯一。正是這股熱誠,毅然決然地將他們幾十年的目光投向最深邃的夜空,思考行星起源背後的物理過程。對於今天來說,乙個嶄新的宇宙探尋才剛剛開始。

不一樣的世界,不一樣的地球,還等待我們去發現。麥耶和奎洛茲的卓越貢獻掀起的系外行星尋找熱潮,只是為探索宇宙開了乙個頭,最終我們還是會去解答那個永恆的問題:地球之外是否還存在其他生命?

這份對宇宙最深層的思考,還需要更多年輕的科學家傳承下去,帶著熱誠,帶著嚴謹,帶著信仰,去探索宇宙的未知,發現全新的世界。

如皮布林斯說:「希望年輕人們懷揣著對科學的熱愛踏入這一領域,即便獎項很誘人,但那不是你入行的原因,你應該被科學本身深深吸引。」

最後,再次祝賀那些為人類科學發展而投入極大熱情「仰望星塵,伸手摘星」的科學家們。

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