发明造福无数患者,就像沙子想了解大海

2019-12-12 06:05栏目:数理科学
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名人简介

对诺贝尔物理学奖得主亚当·里斯的采访,本应在8月的北京进行,彼时里斯在到达中国前,爽快地答应了澎湃新闻记者的采访请求。但当天工作人员告诉记者“里斯逛完故宫之后,还想去吃烤鸭”,采访事宜就此搁置。近日,里斯再次来到中国,参加在上海举行的世界顶尖科学家论坛,并接受了澎湃新闻记者的采访。年龄尚未过半百的他用一个文艺的比喻讲述了自己从事天体物理研究的初衷。

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马克斯·普朗克(Max Planck,1858年4月23日-1947年10月4日)。

“每一个人都曾在童年仰望星空,觉得天外的世界如此绚烂,我也是一样的。我对宇宙的好奇,就像海滩上的一粒沙子想要了解大海,了解彼岸那个更大的世界。”

出生于德国荷尔施泰因,是德国著名的物理学家和量子力学的重要创始人。

亚当·里斯(Adam Riess)是美国的天体物理学家,目前就职于约翰·霍普金斯大学和太空望远镜科学研究所。2011年,也就是里斯42岁的时候,他与另外两位科学家共同获得诺贝尔物理学奖,理由是“透过观测遥远的超新星,发现宇宙加速膨胀”。

且和爱因斯坦并称为二十世纪最重要的两大物理学家。

上世纪90年代末,亚当·里斯与布莱恩·施密特(Brian Schmidt)共同领导的高速红移超新星搜索小组,通过监测Ia超新星,首次证明了宇宙正在加速扩张。这个观察结果与当时普遍认可的理论相反,当时普遍认为宇宙膨胀的速度正在变慢。然而通过在地球上检测超新星的红移现象,他们发现这些诞生于数十亿年前的超新星正在加速远离地球。

他因发现能量量子化而对物理学的又一次飞跃做出了重要贡献,并在1918年荣获诺贝尔物理学奖 。

同一年,由美国劳伦斯伯克利国家实验室的天体物理学家索尔·珀尔马特(Saul Perlmutter)领导的超新星宇宙学项目,也发现了这一结果。这两项研究成果确凿证明了宇宙加速膨胀的理论。1998年,宇宙加速膨胀的发现被《科学》杂志列为“年度突破”,2011年三位物理学家共同获得了诺贝尔物理学奖,以表彰这一开创性的工作。

故事正文

暗能量是蛋糕里奇怪的配方

慕尼黑的物理学教授菲利普·冯·约利曾劝说普朗克不要学习物理。

生活中有这样一个有趣的现象:当一辆救护车鸣着笛由远及近向你迎面驶来的时候,你会听到警笛声变响,音调变高;而当车从近而远离去的时候,声音变轻的同时,音调变低。物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化,这就是“多普勒效应”。波在波源移向观察者时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低。这一理论由奥地利物理学家、数学家克里斯提安·多普勒(Christian Doppler)于1842年提出。

他认为:“这门科学中的一切都已经被研究了,只有一些不重要的空白需要被填补”。

不仅仅是声音,所有的波动现象都存在多普勒效应。当一颗遥远的超新星的光芒频率变低,出现红移,就表示它正在远离地球,正如鸣笛远去的救护车。天文学家们由此可以通过监测超新星的“鸣笛声”,检验天体之间的相对运动。里斯等物理学家通过观察高红移超新星而得出宇宙加速膨胀的结论,正是基于多普勒效应。

这也是当时许多物理学家所坚持的观点。

里斯领导的高红移超新星搜索队,利用哈勃天文望远镜发现了人类见到过的最遥远的超新星,也就是人类所能看到的最早期的超新星。这意味着他的团队已经追溯到100多亿光年的宇宙大爆炸。其中一个重要贡献是发现了在早期阶段宇宙是减速膨胀的,这也导致最遥远的超新星看起来比原本计算的要更亮一些。这一结果证实了暗能量-暗物质模型,并开启了天体物理研究的新征程,包括暗能量的存在等。

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