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诺贝尔物理学奖|最强物理诺奖科普:居里和居里夫人因这人的发现获奖( 六 )



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诺贝尔物理学奖|最强物理诺奖科普:居里和居里夫人因这人的发现获奖
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威尔逊(Robert .W. Wilson , 1936-)(左)和彭齐亚斯(Arno A. Penzias, 1933-)获得诺奖后在天线旁合影丨图源:npr.org
普林斯顿大学的天体物理学家迪克(Robert H. Dicke)等人当时也在进行相关的工作 , 而且正是他向贝尔实验室的两人建议使用辐射计搜寻宇宙的微波背景 , 提出是否可能存在于宇宙早期残留下来的某种辐射 。 当彭齐亚斯联系到迪克时 , 迪克说 , “我们被抢先了”——他们两人先发现了宇宙微波背景辐射 。
在大爆炸模型中 , 宇宙早期是充满着高温致密的等离子体和辐射 , 随着宇宙膨胀而逐渐冷却 。 当冷却到一定温度 , 质子和电子结合成了中性的氢原子 , 宇宙开始变得透明 , 接下来光子开始自由地在空间中移动 , 这一过程被称之为光子退耦 。 随着空间的膨胀能量越来越少 , 遗留下来的辐射已经到了微波波段 , 这就是宇宙微波背景辐射 , 也称之为遗留辐射 。
彭齐亚斯和威尔逊没能对这种辐射做出理论上的解释 , 所以他们的发现也遭受了一些争议 , 很多科学家认为预测了宇宙微波背景辐射 , 并对大爆炸模型奠定基础的阿尔弗(Ralph Alpher)和伽莫夫(George Gamow)、赫曼(Robert Herman)应该获得诺奖 , 他们的理论诞生于20世纪40年代 , 尽管在当时并没有被广泛关注 , 后来人们才意识到对宇宙学发展的重要性 。
要得诺奖最好只有一位合作伙伴 。 2006年 , 两位美国物理学家因为发现微波背景辐射的黑体形式和各向异性获得了诺贝尔奖 , 再次将诺贝尔奖颁发给了宇宙学领域 。 他们利用卫星进行了观测 , 他们的工作对探索宇宙起源 , 发展宇宙学成为一门精准科学方面起到了重要作用 。
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宇宙背景探测器(COBE)的结果让约翰·马瑟(John C. Mather , 1946-)和 乔治·斯穆特(George F. Smoot , 1945-)分享了2006年的诺贝尔物理学奖丨图源:NASA
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2001年发射的威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)观测到的宇宙微波背景辐射丨图源:NASA
这一门学科的理论发展 , 不得不提到去年诺奖得主物皮布尔斯(James Peebles) 。 他就是对宇宙微波背景辐射做出系统的理论解释的人 , 描述了宇宙演化过程 , 不仅有数学推导 , 密切结合物理过程的分析 , 发展了一系列的相关理论 。 当今了解到已知物质占据5% , 未知物质和能量占据95%的推测也源于他的理论 , 并且得到了观测实验的证实 。
2004年 , 皮布尔斯获得了首届邵逸夫天文学奖 , 该奖评价他:“他为理论和观察方面的几乎所有现代宇宙学研究奠定了基础 , 将高度猜测性的领域转变为精密科学 。 ”作为当今在世对宇宙学贡献最大 , 可谓开宗立派的物理学家 , 诺奖发给他绝对没有争议 , 只是会让人觉得与系外行星的发现好像颁发了两个奖项 。 至于为什么没把他和之前几位放在一起获奖 , 一个很容易的推测就是:当年大牛扎堆 , 给还是不给 , 是个问题 。
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詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles , 1935-) 丨图源:Nobel Prize
未来还有拼凑吗?
离我们较近的 , 两个领域凑在一起的还有2009年 。 这一年一半给了华裔物理学家高锟 , 奖励他对“光在光纤传输方面所取得的开创性成就” , 另一半由是加拿大裔美籍物理学家博伊尔(Willard Boyle)和美国史密斯(George E. Smith)获得 , 他们发明了半导体成像器件——CCD传感器 。


稿源:(返朴)

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