這次諾貝爾物理學獎讓我們仰望星空

10月8日，在瑞典斯德哥爾摩，瑞典皇家科學院公佈2019年諾貝爾物理學獎獲得者。 新華社記者 鄭煥松攝

本報記者 高 博

新出爐的物理學諾獎，一半頒給“首次發現類日恆星的行星”。這絲毫不令同行驚訝。媒體“Inside Science”頒獎前就準確預測。復旦大學物理系教授施鬱也在2015年預測過這一成就能拿諾獎。

靠高精度器件“拔得頭籌”

1995年，日內瓦大學的迪迪埃·奎洛茲和米歇爾·馬約爾發現了第一顆圍繞類日恆星運行的系外行星。

“近代有很多人宣稱發現太陽系外的行星，但都被證實是錯誤的。”天文學家、南京大學教授周禮勇告訴科技日報記者，“1992年才發現了一顆圍繞脈衝星運行的行星。”

大家真正關心的是類似於太陽的恆星。“這些恆星離我們實在太遠了，而且它們的光芒又太亮，望遠鏡只能看到這些恆星，根本不可能看得清其周圍到底有沒有行星在繞着它們轉動。”科普名人、國家天文台科學傳播中心主任鄭永春説。

馬約爾和奎洛茲1995年用的是“視向速度法”。周禮勇解釋説，利用恆星光譜的“紅移”和“藍移”，確定行星對其運動的干擾。這好比媽媽跟孩子手握手相對旋轉。質量大得多的媽媽看似靜止，實際上媽媽也在圍繞兩人的質心轉動。恆星小小的走位，導致觀察者能看到光譜頻率改變（好像運動的火車，汽笛聲會尖利或低沉一點）。周禮勇説，藉此能計算出行星的質量和軌道。

“馬約爾和奎洛茲並不是唯一用這個方法的人。”周禮勇説，“他們率先突破，是因為使用好的光譜器件，測得特別準。”

迄今已發現4000多顆太陽系外行星了。還有幾種別的方法，比如“專家”開普勒太空望遠鏡，用的是凌星法。鄭永春解釋説：“像日食一樣，只要注意一下恆星發出的光芒是否有時候會被擋住，就可判斷它們身邊是否有行星。”

周禮勇説，現在還有一種很重要的“微引力透鏡法”，是中國天文學家毛淑德提出來的。

“1995年首次發現的那顆行星，質量相當於0.47個木星，軌道卻小於水星，大家沒想到這麼怪。”周禮勇説，地外行星甚至“第二地球”的大量發現，得益於1995年的那次“刺激”。

周禮勇説，如今馬約爾和奎洛茲仍然活躍在學術前沿。

宇宙學一代宗師

另一位本屆物理學諾獎得主，詹姆斯·皮布爾斯則是宇宙學的泰山北斗。

國家天文台研究員陳學雷告訴科技日報記者：“皮布爾斯最有名的成就，可能是提出宇宙大爆炸後有微波背景輻射。其實最早是伽莫夫及其學生提出這個想法，但皮布爾斯繼續深入，在怎麼計算輻射，怎麼得到準確的預測上，發揮了重要作用。”

陳學雷説：“皮布爾斯另一項重要工作，是研究宇宙大結構怎麼生成。或者説，微擾怎麼在宇宙演化中放大到今天所見的不均勻。他不是唯一的研究者，但他將物理過程想得比較清楚，而非數學化地處理。”

“宇宙學的很多人是沿着皮布爾斯的方向走下去的，所以大家覺得他遲早能夠獲獎。”陳學雷説，“他的很多研究都是開創性的，就像武俠小説裏張三丰創立太極拳一樣，能提出一套方法。”

陳學雷説，學術會議上常見皮布爾斯。“我的印象：他是個樸實的、一心做學術的古典意義上的學者。他的研究深度和廣度超過了其他人。”