新進展！宇宙理論持續發展，人類從未停止探索系外行星

物理學家因發現環繞類太陽恆星的系外行星和幫助發展宇宙理論而獲得諾貝爾獎

2019年的諾貝爾物理學獎有一半應獎勵給普林斯頓大學的詹姆斯·皮布爾斯，另一半給瑞士日內瓦大學的米歇爾·馬約爾和迪迪埃·奎洛茲，因為前者的理論工作促進了我們對宇宙的理解，而後者發現了一顆圍繞類太陽恆星運行的系外行星。

據瑞典皇家科學院介紹，該年度獎項被認為是物理學家最負盛名的獎項之一，這些科學家的獲獎原因是因為他們在研究了行星和宇宙尺度——“為我們理解宇宙演化和地球在宇宙中的位置做出貢獻”。

冷暗物質

今天最普遍意義上描述宇宙的模型被稱為，代表一個宇宙學常數加上冷暗物質，是科學家、數學家和哲學家幾十年（甚至幾百年）探索夜空的結果。其中大部分是從愛因斯坦著名的廣義相對論開始的，在廣義相對論中，一個被稱為“宇宙學常數”的數學術語幾乎充當了調節宇宙膨脹的旋鈕，還有埃德温·哈勃著名的觀測，它顯示宇宙正在膨脹。此後，科學家們認識到，控制宇宙的表現和命運的核心成分有三：最不重要的部分（規則物質和能量）；決定宇宙結構的一些神秘物質，我們稱之為暗物質；還有一種更為神秘的太空固有能量，稱之為暗能量。

有許多的證據顯示，這個正確描述我們的宇宙的理論來自於對天空中最遙遠的輻射的觀測，稱為宇宙微波背景，即用來理解這種光的理論工作。皮布爾斯是研究這種輻射的行為及其微小的温度波動理論化的物理學家之一，將其與暗物質的行為聯繫起來，並將暗物質作為宇宙的支架，重新引入宇宙學常數計數來解釋暗能量。現如今我們對宇宙的觀測一直在驗證皮布爾斯和其他物理學家的工作。

中子星

皮布爾斯幫助我們更好地瞭解整個宇宙，而梅厄和奎洛茲則幫助我們認識到我們在其中的地位。科學家奧托·斯特魯夫率先提出了一種尋找其他恆星周圍行星的方法，這種方法基於他們對我們在地球上看到的星光的影響——恆星的放射方向速度的一些改變，包括系外行星引力引起的光線顏色的變化。不同的研究小組致力於發展不同的觀測方法來捕捉這些微小的變化，但是在1994之年，科學家們只能探測到系外行星環繞着被稱為脈衝星的中子星，但是沒有發現任何的類太陽中子星。

之後那些年，梅厄和奎洛茲開始觀察51號恆星佩加西（Pegasi）那樣的類太陽星的光線每四天重複一次的微小波動。他們在法國用一種叫做光譜儀的儀器觀察到這種閃爍現象，該儀器安裝在一個相對較小的望遠鏡上。他們在1995年宣佈：他們發現了一顆木星大小的系外行星，圍繞51號恆星佩加西運行。儘管這一發現最初遭到質疑，但天文學家後來發現了數千顆系外行星，證明了梅厄和奎洛茲的觀點是正確的。回顧過去，這一發現點亮了一個持續至今的系外行星狩獵新時代。

加州大學聖地亞哥分校物理學教授、《失去諾貝爾獎》的作者布萊恩·基廷在一封電子郵件中對吉茲莫多説：“這是一個組合的‘精選’獎，是因為皮布爾斯對理論宇宙學的眾多貢獻，也是梅厄和奎洛茲的一個絕妙的發現。”但他指出，這些獎項也是其他科學家數十年來努力的結果，其中許多科學家已經死亡，因此無法獲得諾貝爾獎——他們自己曾強烈斥責的獎項。

一些物理學家已經注意到，今年的諾貝爾獎揭開了舊傷。儘管梅厄和奎洛茲的工作很重要，但大衞·拉瑟姆領導的一個科學家團隊在1989年發現了HD 114762的一個大伴星。對早期的系外行星研究也有影響的是傑夫·馬西，他長期的性騷擾史玷污了這個領域。儘管皮布爾斯發表了重要的研究成果，但許多其他物理學家在發展現代宇宙學方面也發表了同樣重要的論文。這個獎項提醒了一些人，維拉·魯賓在沒有獲得諾貝爾獎的情況下去世了，許多物理學家認為這個獎項是她應得的，她的觀測工作證明了宇宙中暗物質引起的異常現象的存在，（類似於2011年三位男性物理學家獲得諾貝爾獎的）。一個只獎勵三個人的獎項無法促進天文研究領域的合作，並且宣揚了一個錯誤的觀點，即最好的物理學是由一羣像以前的愛因斯坦（通常是男性）一樣，獨自完成工作。

新罕布什爾大學的物理學助理教授和女性研究核心教師錢達·普雷斯科德·韋恩斯坦告訴吉茲莫多：“任何只被一個人或兩三個人的認可的發現，都反映在我們法律下的政治能見度，這些人口羣體比其他人更容易成為著名科學家。”

今年的獲獎者確實對物理學和宇宙學做出了不可或缺的貢獻。物理學家們繼續尋找解釋暗物質和暗能量的方法，而美國天文學界可能很快會建議美國建造一台足夠靈敏的望遠鏡，能在遙遠的系外行星上尋找生命跡象。但是，就像我每年都做的那樣，我會提醒你，也許是時候重新考慮諾貝爾獎和它頌揚的人了。

作者: Ryan F. Mandelbaum

FY: 薔葉葳蕤

如有相關內容侵權，請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處