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作者:潘希 王丹红 来源: 发布时间:2011-10-11 8:14:42
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2011诺贝尔物理学奖解读:破解宇宙命运之谜
 
仰望星空 宇宙在加速膨胀
 
□本报记者 王丹红
 
根据哈勃的宇宙膨胀理论,经历早期极速膨胀后,宇宙的膨胀速度会下降,膨胀与收缩达到平衡。然而,1998年,两个独立研究小组发现:宇宙膨胀不仅没有减速,反而在加速。
 
新发现震撼了宇宙学理论基础。2011年诺贝尔物理学奖授予三位天文物理学家:一半授予美国明升体育app家索尔·珀尔马特,另一半授予美国和澳大利亚双重国籍的明升体育app家布赖恩·施密特和美国明升体育app家亚当·里斯,以表彰他们通过观察遥远的超新星,发现宇宙正在加速膨胀。
 
发现之旅
 
1988年,当珀尔马特在劳伦斯伯克利国家实验室领导“超新星宇宙学项目”时,他只有29岁,两年前刚从加州大学伯克利分校获得物理学博士学位。
 
谈到自己的研究时,珀尔马特说:“我的研究最初由问题驱动:我们的宇宙是由什么构成的?它们如何工作?我一直用天文物理测量方法来寻找答案。我们最初打算用超新星来测量宇宙膨胀因地球引力而减速的情况,结果却发现膨胀在加速。这个意想不到的结果表明宇宙主要是由一种以前不曾知道的能量——暗能量构成。”
 
在接受诺贝尔委员会官方网站访问时,珀尔马特讲述了1998年发现成果那一刻的惊奇。“解读这些数据是一件非常复杂的事,必须极为仔细地校准。刚看到数据时,我们认为很好,会有好的结果,但立即发现它们毫无意义。情况看起来有些奇怪,我确信一旦完成了所有的校准,这些不对头的东西会消失。当然,我们越是仔细校准,这种惊奇的感觉越强。4个月后,我们开始真正相信这是一件大事,结果完全不同于我们的预期。”
 
在珀尔马特小组努力探索之时,他们还面对一个激烈的竞争对手。施密特领导的“高红移超新星搜寻小组”也在紧锣密鼓地开展同样的工作。尽管珀尔马特公布的结论具有颠覆性,但6个星期之后,施密特小组公布了相同的基本结果。珀尔马特说:“我想,人们开始相信我们的结论,因为他们知道两个小组在激烈竞争,且在可能的情况下会很高兴看到对方被证明是错的。”
 
后生可畏
 
哈佛大学的天文物理学教授罗伯特·基尔希纳是施密特和里斯的博士导师,他指导两人走上了超新星寻找之路。
 
1994年,当施密特和智利的一位天文学家共同创立“高红移超新星搜寻小组”时,他只有27岁,是哈佛—史密森天文物理学中心的博士后。此时,25岁的里斯还是一个博士生,他和基尔希纳成为这个项目组的最初成员。
 
里斯1996年博士毕业后,成为加州大学伯克利分校的米勒学者。1998年,他领导了“高红移超新星搜寻小组”的一项研究,在分析完一组数据,看到答案时,他的第一个反应是:“啊!我犯了一个可怕的错误,我得找出这个错误。”这个结果让施密特吃惊,他也认为有错误。经过几个星期的努力,里斯找到了错误,却表明其结论应该是真的:宇宙膨胀在加速!
 
两个竞争小组总共观测了约50颗超新星,结论彼此印证。里斯说那一刻真是激动人心:“啊,天啊,这可能就是正确的答案。”
 
施密特说:“新技术能够帮助我们做出越来越好的实验,它们是一种巨大的驱动力,但我认为好的想法更为重要。天文学不同于物理学,我们不能设计一个实验,我们需要走出去,仰望星空,寻找宇宙给我们的信息,再从中做出实验。”
 
施密特指出,与三四十年前相比,今天的天文学从设备到经费都得到了非常好的支持,但他强调:“我们需要提醒自己,伟大想法的产生并不需要数十亿美元,所需要的是稳定支持,让许多有稳定支持的人们提出好的想法。”
 
暗能量究竟是什么?它背后的物理学是什么?珀尔马特的小组正在努力探索,他相信未来几年内会有很好的进展。施密特希望未来会有像爱因斯坦一样的智慧头脑照亮前方的路。里斯说,要有伟大的想法,还要有更多的实验。
 
《明升体育app时报》 (2011-10-11 A1 明升要闻)
 
相关专题:2011年诺贝尔奖

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