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2019诺贝尔物理学奖揭晓

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发表于 2019-10-8 18:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 bjnr 于 2019-10-8 22:55 编辑

2019年10月8日电,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)。

根据诺贝尔奖官方网站介绍,诺贝尔物理学奖是根据瑞典著名化学家阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔的遗嘱,以其部分遗产作为基金创立的5个奖项之一,旨在奖励对人类物理学领域里做出突出贡献的科学家,由瑞典皇家科学院颁发。设立物理学奖项,最早在阿尔弗雷德·诺贝尔1895年的遗嘱中被提及。19世纪末,越来越多的人将物理学视为最重要的科学,也许诺贝尔也这么认为,因此他的研究也与物理学密切相关。

据诺奖官网介绍,从1901年至2019年,诺贝尔物理学奖已颁发113次,被授予“在物理学领域作出最重要发现或发明的人”,其中最年轻的获奖者为25岁,最年长者为96岁。此前历届得主中仅有三位女性。

以下为近5年诺贝尔物理学奖的获得者名单及其主要成就:

2018年,美国科学家阿瑟·阿什金、法国科学家热拉尔·穆鲁以及加拿大科学家唐娜·斯特里克兰,凭借在激光物理学领域的突破性贡献获奖。

2017年,三名美国科学家雷纳·韦斯、巴里·巴里什和基普·索恩,凭借在发现引力波方面取得的成就获奖。

2016年,三名科学家戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨,凭借在物质的拓扑相变和拓扑相方面的理论发现获奖。这三名科学家均在英国出生,获奖时均在美国的大学从事研究工作。

2015年,日本科学家梶田隆章和加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳,凭借发现中微子振荡获奖。

2014年,日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二,凭借发明蓝色发光二极管(LED)获奖。

2019年诺贝尔奖从10月7日起陆续揭晓,其中,7日当天公布了生理学或医学奖获得者——美国医学家威廉·凯林(William G. Kaelin Jr)、格雷格·塞门扎(Gregg L. Semenza)以及英国医学家彼得·拉特克利夫(Sir Peter J. Ratcliffe),他们凭借革命性地发现让人们理解了细胞在分子水平上感受氧气的基本原理而获奖。

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——————

詹姆斯·皮布尔斯

皮布尔斯对宇宙大爆炸理论的发展做出了巨大的贡献。自从哈勃通过星系红移发现宇宙正在膨胀之后,天文学家意识到宇宙的过去很小,宇宙在最初时刻小到成为奇点。既然宇宙的过去很小,大量能量聚集在空间中,这会使得早期宇宙变得很热。如果早期宇宙非常热,其热量还会残余到今天,并且能够被探测到。

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根据预测,宇宙的诞生时间在138亿年前。经过如此漫长时间的冷却,宇宙的最早辉光会随着空间膨胀而衰减成为肉眼不可见的微波,这就是宇宙微波背景辐射,其温度大概为3 K,比绝对零度高了3度,即-270 ℃。在1964年,物理学家终于发现了3K背景辐射,两位发现者也因此而获得诺贝尔物理学奖。

皮布尔斯解释了3K背景辐射正是宇宙大爆炸的最重要证据之一。此外,皮布尔斯还在太初核合成(合成宇宙物质基础的过程)、暗物质(占比27%)和暗能量(占比68%)等方面做出了巨大的贡献。有了皮布尔斯的努力,宇宙结构形成理论最终才演变成一个严谨的物理学分支。

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米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹

天文学家很早知道,夜空中肉眼能够看到的星星都是像太阳那样自身能够发光的恒星。既然太阳周围有行星环绕,那么,其他恒星周围是否也存在行星呢?

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飞马座51b想象图
答案是肯定的。在1992年,天文学家首次发现了太阳系外的行星,不过,它的主星是一颗死亡恒星——中子星。到了1995年,麦耶和奎洛兹首次共同发现了一颗围绕着主序星旋转的系外行星——飞马座51b。

飞马座51距离地球大约50光年,视星等为5.5等,在观测条件极佳的地方肉眼可见。就像太阳一样,飞马座51是一颗G型黄矮星。它略大于太阳,其质量为太阳的1.1倍,半径为太阳的1.2倍,光度是太阳的1.4倍,表面温度与太阳接近(约5500 ℃),年龄大约61亿年。

通过径向速度法,麦耶和奎洛兹在飞马座51周围发现了一颗行星——飞马座51b。这颗系外行星完全不同于太阳系中的任何一颗行星,因为它非常靠近主恒星,它的轨道半径只有0.0527天文单位,即788万公里,相当于水星与太阳距离的七分之一,环绕主星一周只需4.2天。飞马座51b非常大,其质量是木星的一半,相当于158倍地球质量。


由于飞马座51b离主恒星非常近,它已经被潮汐锁定,永远以一面对准主恒星,它的表面温度高达1010 ℃。天文学家把这种行星称之为“热木星”,它们并不存在于太阳系中。这颗热木星的发现改变了天文学家对行星形成的认知,揭开了系外行星研究的新纪元,所以麦耶和奎洛兹获得了今年的诺贝尔物理学奖。

此后,天文学家陆续发现了另一种更引人注目的系外行星——类地行星。由于飞马座51b这种行星是气态的,其主要成分为氢和氦,它们与地球相差很大,几乎不可能孕育出生命,因为太阳系中的木星和土星就是很好的例子。

因此,那些类似于地球存在岩石和金属固体表面的行星更受关注,尤其是那些处在宜居带中的类地行星。如果一颗类地行星与其主恒星的距离适中,它的表面就有合适的温度来让大量的液态水存在,从而为生命的孕育提供了条件。


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开普勒452b想象图
迄今为止,天文学家找到了超过4100颗的系外行星,其中包括数十颗潜在的宜居行星,那里或许有外星生命。2015年发现的开普勒452b是最受关注的类地行星之一,因为它的主恒星与太阳非常类似,并且它的轨道半径也与地球非常类似,所以它被冠以“地球2.0”。

鉴于目前的观测能力,天文学家无法判断哪些系外行星上会有生命。不过,随着新一代太空和陆基天文望远镜的投入使用,或许在不远的将来,天文学家能够证明我们在宇宙中并不孤独。
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CDer:000088239
 楼主| 发表于 2019-10-8 18:26 | 显示全部楼层
2019年诺贝尔物理学奖一半授予詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles),以表彰他在物理宇宙学方面的理论发现,另一半授予米歇尔·马约尔(Michel Mayor)和迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz),以表彰他们发现了一颗围绕太阳型恒星运行的系外行星。

今年的诺贝尔物理学奖表彰了对宇宙结构和历史的新理解,以及在太阳系外首次发现一颗围绕太阳型恒星运行的行星。这些发现永远地改变了我们对世界的看法。

今年的物理学奖得主之一詹姆斯·皮布尔斯研究了拥有数十亿个星系和星系团的宇宙。他的理论框架发展了20多年,是我们理解从大爆炸到现在宇宙历史的现代基础。

今年的物理学奖得主之一米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹探索了我们的母星系——银河系,寻找未知的世界。1995年,他们首次在太阳系外发现了一颗行星,这是一颗系外行星,围绕着一颗类似太阳的恒星——51 Pegasi旋转。

到2019年,米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹这两位诺贝尔奖得主的发现开启了天文学的一场革命,自那以来,银河系已经发现了4000多颗系外行星。奇异的新世界仍在不断被发现,其大小、形状和轨道之丰富令人难以置信。
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CDer:000137463
发表于 2019-10-8 19:30 | 显示全部楼层
至少我知道Peebles的一项理论贡献还是用得很广的。在宇宙3K微波背景辐射的领域,他发展了一套简化的数值计算早期宇宙中电子和质子随温度下降而结合成中性氢原子过程的模型和算法,把氢的n=2以上的能级简化近似成了连续谱而不再是各个分立的能级。这使得在60年代人们就可以计算这个电子质子复合(Recombination)的过程,是在哪个时间、以怎样的速度发生的。而这个过程直接决定了微波背景辐射主要探测的是哪个时期,是其一部分主要理论基础。到世纪之交有专门的计算机模拟详细展开了氢的n=2之上的能级后,才仅仅给了Peebles Recombination的后期一个1.14倍的修正因子,可见其精度
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CDer:000088239
 楼主| 发表于 2019-10-8 21:46 | 显示全部楼层

RE: 2019诺贝尔物理学奖揭晓

huor 发表于 2019-10-8 19:30
至少我知道Peebles的一项理论贡献还是用得很广的。在宇宙3K微波背景辐射的领域,他发展了一套简化的数值计 ...

huor 预测下 下五届之后的诺奖 会不会有中国自然科学类的人得奖

人文奖  基本都是带着意识形态的
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CDer:000137463
发表于 2019-10-8 22:12 | 显示全部楼层

RE: 2019诺贝尔物理学奖揭晓

bjnr 发表于 2019-10-8 21:46
huor 预测下 下五届之后的诺奖 会不会有中国自然科学类的人得奖

人文奖  基本都是带着意识形态的

隔行如隔山,也就是Peebles我碰巧知道一点,另外两个搞系外行星我就完全不了解
现在在我熟悉或者知道一些的领域,华人确实越来越成为科研的领军,不管是理论方面还是实验方面。不过如果是海外任职的华人得诺贝尔奖并不奇怪的话,全职在国内的还是感觉可能性不大
另一边也还是从做出成果来到发奖的周期,目前成果的对应年代应该还没到华人最近这么活跃的时代
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CDer:000088239
 楼主| 发表于 2019-10-8 22:51 | 显示全部楼层

RE: 2019诺贝尔物理学奖揭晓

huor 发表于 2019-10-8 22:12
隔行如隔山,也就是Peebles我碰巧知道一点,另外两个搞系外行星我就完全不了解
现在在我熟悉或者知道一 ...

多谢了 !!
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CDer:000137463
发表于 2019-10-8 23:49 | 显示全部楼层

RE: 2019诺贝尔物理学奖揭晓


刚看到百度上今天发奖之前有人预测了几个日本人的名字,突然想到之前在日本博士后时期的大老板柳田勉Tsutomu Yanagida
可以算是他命名的跷跷板seesaw机制预言了中微子有质量,无论是理论本身还是中微子振荡实验验证现在看都够了发奖的标准了。当年给Higgs发奖时,他也确实到了被评委询问意见的层次
老人家现在是日本东京大学一次退休IPMU二次退休后在上海交大李政道研究所再就职,如果他得奖那该怎么算呢
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CDer:000088239
 楼主| 发表于 2019-10-9 00:46 | 显示全部楼层

RE: 2019诺贝尔物理学奖揭晓

huor 发表于 2019-10-8 23:49
刚看到百度上今天发奖之前有人预测了几个日本人的名字,突然想到之前在日本博士后时期的大老板柳田勉Tsut ...

还是算日本的
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CDer:001156513
发表于 2019-10-9 01:53 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.2019诺贝尔物理学奖揭晓

今年的诺奖很科幻!!!
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CDer:000161337
发表于 2019-10-9 12:07 超大游击队员 | 显示全部楼层
行外人看上去,这些研究好像都比不上霍金的黑洞研究。有没有人科普这两个研究强在哪里。
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CDer:001089626
发表于 2019-10-9 16:11 | 显示全部楼层

RE: 2019诺贝尔物理学奖揭晓

huor 发表于 2019-10-8 22:12
隔行如隔山,也就是Peebles我碰巧知道一点,另外两个搞系外行星我就完全不了解
现在在我熟悉或者知道一 ...

系外行星那个只是一个“发现”吧?跟宇宙膨胀理论还是有差异吧,有点拉郎配的样子??
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CDer:001123668
发表于 2019-10-9 16:37 | 显示全部楼层

RE: 2019诺贝尔物理学奖揭晓

huor 发表于 2019-10-8 22:12
隔行如隔山,也就是Peebles我碰巧知道一点,另外两个搞系外行星我就完全不了解
现在在我熟悉或者知道一 ...

诺奖基本都是几十年前发现/发明成就,自然科学要国内本土产出诺奖起码还得二三十后
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CDer:000088239
 楼主| 发表于 2019-10-9 17:18 | 显示全部楼层

RE: 2019诺贝尔物理学奖揭晓

dfmtf 发表于 2019-10-9 12:07
行外人看上去,这些研究好像都比不上霍金的黑洞研究。有没有人科普这两个研究强在哪里。

他发展了一套简化的数值计算早期宇宙中电子和质子随温度下降而结合成中性氢原子过程的模型和算法,把氢的n=2以上的能级简化近似成了连续谱而不再是各个分立的能级。这使得在60年代人们就可以计算这个电子质子复合(Recombination)的过程,是在哪个时间、以怎样的速度发生的


这贡献还小?
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CDer:000088239
 楼主| 发表于 2019-10-9 17:18 | 显示全部楼层

RE: 2019诺贝尔物理学奖揭晓

剑演天下 发表于 2019-10-9 16:37
诺奖基本都是几十年前发现/发明成就,自然科学要国内本土产出诺奖起码还得二三十后

也不全是 引力波很快就给颁奖了
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