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2019年诺贝尔物理学奖得主获奖成就:解释宇宙起源、探索外星人
发布时间:2019/10/10  阅读次数:380  字体大小: 【】 【】【

       2019年诺贝尔物理学奖得主获奖成就:解释宇宙起源、探索外星人。

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10月8日,瑞典皇家科学院宣布将2019年诺贝尔物理学奖授予吉姆·皮布尔斯(James Peebles),米歇尔·麦耶(Michel Mayor)和 迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz),以表彰在宇宙认知的颠覆性贡献。




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。


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。他为大爆炸模型(Big Bang model)做出了许多重要的贡献,曾与罗伯特·迪克(Robert H. Dicke)等人一起预测了宇宙微波背景(CMB)辐射。


大爆炸理论对宇宙诞生及演化过程的描述


在大约一百多亿年前的某个时刻,我们现在能观测到的所有物质和能量都聚集在一个比硬币还小的区域里,随后,它开始以一种不可思议的速度膨胀并冷却。当温度下降到1亿倍太阳核心温度时,自然界的那些基本作用力开始出现,基本粒子夸克则自由地徜徉在能量海洋里。接着,宇宙又膨胀了1 000倍,我们眼下能观测到的所有物质占据的空间膨胀到了太阳系那么大。


那时,自由夸克开始被束缚在中子和质子里。当宇宙又膨胀1 000倍后,质子与中子开始聚在一起组成原子核,今天的氦原子和氘原子大部分就是那时形成的。以上所有过程都发生在大爆炸后的一分钟内,此时温度仍然太高,原子核还不能捕获电子。直到宇宙持续膨胀了30万年后,中性的原子才开始大量出现,这时宇宙尺寸达到了现在的千分之一。此后,中性原子开始凝结成气体云,这些云团随后演化成恒星。在宇宙膨胀到现在尺寸的五分之一时,恒星聚在一起,形成了年轻的星系。


当宇宙尺度达到现在的一半时,恒星里的核反应产生了大多数重元素,类似地球的行星就是由这些元素构成的。我们的太阳系相对比较年轻:形成于50亿年前,那时宇宙尺度是现在的三分之二。随着时间流逝,恒星的形成过程会耗尽星系中的气体,因此恒星数目正逐渐减少。再过150亿年,像太阳这样的恒星会更稀少,对天空观测者来说,那时的宇宙将远不如现在这般热闹。


今年诺贝尔奖颁给詹姆斯·皮布尔斯,说明主流科学界已经完全接受了“大爆炸”理论及其观点。“大爆炸”理论成为解释宇宙起源及演化的重要理论学说。


如果大爆炸理论成立,那么,宇宙会是怎样的?


1、“多元宇宙”理论面临危机。


大爆炸理论认为,宇宙起初聚集在一个很小的区域。随后突然发生爆炸并以不可思议的速度膨胀,如今可观测宇宙体积直径约960亿光年。如果存在“多元宇宙”,我们的宇宙诞生于“其它”宇宙内(宇宙是在多元宇宙中生成的)。大爆炸的发生必然会给其它宇宙带来巨大影响,强大的爆炸冲击力必然使其它宇宙结构发生改变(星系的剧烈碰撞并引发强烈的辐射)。如果存在“多元宇宙”,为何现实宇宙中没有观测到这种现象?其次,随着新宇宙空间的不断膨胀,新宇宙与其它宇宙必然发生融合,新宇宙创生的物质与其它宇宙的星系、星体相互融合。起初新宇宙局限在很小的空间,周围全是多元宇宙空间。随着爆炸膨胀,新宇宙边缘与多元宇宙空间并不排斥,新宇宙的物质必然会与其它宇宙的物质融合到一起。如此一来,新宇宙边缘的物质必然会与其它宇宙物质发生碰撞。现实中,为何我们没有观测到这个现象带来的效应?如果新宇宙与多元宇宙融合在一起,我们观察到的古老星系是否属于多元宇宙(另一个宇宙的星系)?新诞生宇宙的边缘和界限又在哪里?


试想如今宇宙空间膨胀了960亿光年,如果存在其它宇宙必然早已与其它宇宙的物质发生碰撞、融合。然而,现实宇宙中并没有发现这种现象。所以,如果“大爆炸”理论成立,“多元宇宙”学说就面临危机。


假设只是技术问题,这种现象的确存在。我们同时接受“大爆炸”和“多元宇宙”理论。宇宙是多元的,无数个宇宙存在于“多元”空间中相继诞生和毁灭。“多元宇宙”空间相互融合,没有明显的界限。我们只能在浩瀚宇宙空间通过观测到“新宇宙”与“旧宇宙”的星系、星体差异来划分不同宇宙的边界(目前人类所观测遥远的古老星系可能属于另一个宇宙)。


2、“物质创生”问题。


大爆炸理论认为宇宙起初是由至高密度的物质构成。如果否定“多元宇宙”学说,认为我们的宇宙是唯一的。那么,至高密度物质从何而来?假设至高密度物质是宇宙本有的(宇宙自然存在的物质),它应当存在了很长时间(状态应该很稳定),为何突然发生爆炸?假设至高密度物质也是创生的(不是宇宙本有的而是突然产生的),宇宙起源于虚无(宇宙的本源是什么)?虚无如何创生出物质?假若虚无可以创生宇宙,为何现在我们不能发现这个现象(按照物理观点,宇宙规律是普适的。虚空如果可以创造宇宙,这个现象无论何时在哪里都可以发生)?假若虚空并非真空,那么,构成宇宙之初的“虚空”是什么(它与物质之间的联系和区别是什么)?我们能否在宇宙中检测这种“虚空”并利用这种“能量”?


瑞士天文学家米歇尔·麦耶出生于1942年,目前任职于日内瓦大学天文学系。据悉,麦耶已于2007年退休,但他仍以荣誉退休教授的身份继续留校研究。1995年,麦耶和迪迪埃·奎洛兹共同发现了第一个环绕类太阳恒星飞马座51的行星飞马座51b。


迪迪埃·奎洛兹现年53岁,是本届诺贝尔物理学奖中最年轻的获奖者。1995年,在日内瓦大学攻读博士的奎洛兹与他的导师米歇尔·麦耶共同发现了围绕主序星的首颗太阳系外行星。


米歇尔·梅耶和迪迪埃尔·奎洛兹的贡献是搜寻未知的行星,探寻了我们的宇宙“邻居”。



瑞典TV4:会有外星生命吗?

答:这只是我的猜测——目前我们已经非常确认地球之外会有适宜人类居住的地方,那里会有我们可以称之为生命的存在。但我们也几乎可以确定永远也不会看到其他星球上的其他生命。

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