本
文
摘
要
2006 年诺贝尔物理学奖联合授予约翰·C·马瑟和乔治·F·斯穆特“因为他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性”。
新生的宇宙的图片
今年的物理学奖授予那些回顾宇宙初期并试图对星系和恒星起源有所了解的人。它基于在 1989 年 NASA 发射的 COBE 卫星的帮助下进行的测量。
COBE 结果为宇宙起源的大爆炸情景提供了更多支持,因为这是唯一可以预测 COBE 测量的宇宙微波背景辐射类型的情景。这些测量也标志着宇宙学作为一门精确科学的开始。不久之后,例如 WMAP 卫星对它进行了跟进,它产生了更清晰的背景辐射图像。很快将发射欧洲普朗克卫星,以便更详细地研究辐射。
根据大爆炸情景,宇宙微波背景辐射是宇宙最早阶段的遗迹。在大爆炸本身之后,宇宙可以被比作一个发光的“物体发射辐射,其中不同波长的分布仅取决于其温度。这种辐射的光谱形状有一种特殊的形式,称为黑体辐射。当它被发射时,宇宙的温度几乎是 3,000 摄氏度。从那时起,根据大爆炸情景,随着宇宙的膨胀,辐射逐渐冷却。我们今天可以测量的背景辐射对应的温度仅比绝对零点高 2.7 度。
COBE 的任务还包括在不同方向寻找温度的微小变化(这就是术语“各向异性”所指的内容)。这种宇宙背景辐射温度的极小差异——在十万度的范围内——为星系是如何形成的提供了重要线索。温度的变化向我们展示了宇宙中的物质是如何开始“聚集”的。如果星系、恒星和最终像我们这样的生命能够发展,这是必要的。如果没有这种机制,物质将采取完全不同的形式,均匀地分布在整个宇宙中。
COBE 于 1989 年 11 月 18 日后使用自己的火箭发射。经过 9 分钟的观察后收到了第一个结果:COBE 记录了一个完美的黑体光谱。当曲线后来在天文学会议上展示时,结果得到了起立鼓掌。
COBE 的成功是 1,000 多名研究人员、工程师和其他参与者的巨大团队合作的结果。约翰·马瑟协调了整个过程,并且对揭示 COBE 测量的微波背景辐射的黑体形式的实验负有主要责任。乔治·斯穆特主要负责测量辐射温度的微小变化。
约翰·克伦威尔·马瑟 John Cromwell Mather 1946 年 8 月 7 日 76岁 狮子座
出生于弗吉尼亚州罗阿诺克 是美国天体物理学家、宇宙学家和诺贝尔物理学奖获得者,因他与乔治·斯穆特在宇宙背景探索卫星 (COBE)上的工作而获得。
这项工作有助于巩固宇宙大爆炸理论。根据诺贝尔奖委员会的说法,“COBE项目也可以被视为宇宙学作为一门精密科学的起点。”
马瑟是马里 *** NASA 戈达德太空飞行中心(GSFC)的高级天体物理学家,也是马里兰大学计算机、数学和自然科学学院的物理学 *** 教授。2007 年,马瑟被《时代》杂志评为全球100 位居最具影响力人物之一。2012 年 10 月,他再次被《时代》杂志在新太空发现特刊中列为 25 位居最具影响力的太空人物之一。
马瑟是 20 位美国诺贝尔物理学奖获得者之一,他于 2008 年 5 月签署了一封致乔治·W·布什总统的信,敦促他“扭转 2008 财年综合拨款法案对基础科学研究造成的损害”通过为能源部科学办公室、国家科学基金会和国家标准与技术研究所申请额外的紧急资金。
马瑟还是詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST) 的高级项目科学家,该太空望远镜于 2021 年 12 月 25 日发射到拉格朗日点L2。
乔治·菲茨杰拉德·斯穆特三世George Fitzgerald Smoot III 1945 年 2 月 20 日 77岁 双鱼座
美国天体物理学家、宇宙学家、诺贝尔奖获得者,并且是在“你比五年级学生更聪明吗?”中获得 100 万美元奖金的两名参赛者之一。. 2006 年,他因与约翰·马瑟( John C. Mather )因在宇宙背景探测器上的工作而获得了诺贝尔物理学奖,该工作导致“发现了黑体形式和宇宙微波背景辐射的各向异性”。
这项工作利用宇宙背景探测器(COBE) 卫星帮助推进了宇宙大爆炸理论。根据诺贝尔奖委员会的说法,“COBE项目也可以被视为宇宙学作为一门精密科学的起点。” 斯穆特将他在诺贝尔奖中的那部分钱(减去旅费)捐给了一个慈善基金会。
斯穆特曾在加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室工作自 1970 年以来,他担任巴黎宇宙物理中心“宇宙物理学”捐赠基金的主席。除了被选为美国国家科学院院士和美国物理学会院士外,斯穆特还被全球多所大学授予博士学位或教授职位。他还获得了格鲁伯宇宙学奖(2006 年)、国际天体物理学学院 Daniel Chalonge 奖章(2006 年)、阿尔伯特爱因斯坦学会爱因斯坦奖章(2003 年)、美国能源部欧内斯特奥兰多劳伦斯奖(1995 年) ,以及美国宇航局颁发的杰出科学成就奖章(1991 年)。他是《宇宙》杂志顾问委员会的成员。
斯穆特是 20 位美国诺贝尔物理学奖获得者之一,他于 2008 年 5 月签署了一封致乔治·W·布什总统的信,敦促他“扭转 2008 财年综合拨款法案对基础科学研究造成的损害”通过为能源部科学办公室、国家科学基金会和国家标准与技术研究所申请额外的紧急资金。