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描繪宇宙演變奪物理獎 三學者洞見改寫世界觀念
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itsctsu
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2019-10-9 10:09 AM
標題:
描繪宇宙演變奪物理獎 三學者洞見改寫世界觀念
【諾貝爾獎】
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宇宙在初期形成時發生了甚麼事，跟着又會怎樣？太陽系以外有沒有其他行星繞着其他太陽轉？本年度諾貝爾物理學獎由三名宇宙學和天體物理學家奪得，評審指他們分別令人類對宇宙的演變，以及地球在宇宙的地位加深了解，「他們的發現永遠改變了人類對世界的觀念」。
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瑞典皇家科學院昨天宣佈（圖），今年物理學獎的900萬瑞典克朗（約714萬港元）獎金，一半由加拿大和美國雙重國籍的皮布爾斯（James Peebles）奪得，以表揚他「在物理宇宙學的理論發現」，另一半則由瑞士的馬約爾（Michel Mayor）和奎洛茲（Didier Queloz）奪得，表揚「他們發現圍繞類似太陽恒星運動的系外行星」。
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評審之一丹尼爾森（Ulf Danielsson）表示，三名得主「描繪的宇宙圖像，比我們所能想像遠為奇怪和神奇。我們對於自己在宇宙地位看法，從此不一樣」。
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解讀微波背景輻射訊息
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評審指過去半世紀是宇宙學的黃金年代，把這門研究宇宙起源和演變的學問，由猜測轉為理論與觀測並重的科學，當中關鍵人物就是皮布爾斯。他對宇宙學的重大洞見起碼有三方面，第一是當宇宙微波背景輻射在1960年代發現時，指出這些在宇宙大爆炸後形成初期留下的輻射，包含重要訊息，如大爆炸製造了多少物質，以及宇宙不同區域背景輻射的細微溫度差異，是對應了不同區域密度的差異，是形成現今恒星和星系的種子。
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第二個洞見，是物理學家在1930年代開始察覺到，宇宙中是應該有肉眼看不見的暗物質，才夠重力令不斷旋轉的星系不致四分五裂。皮布爾斯在1982年提出暗物質應該是重和慢的粒子。
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第三個洞見，是當學界計出暗物質和一般物質，最多只佔宇宙總質量和能量的31%時，皮布爾斯在1984年把愛因斯坦認為自己錯了的宇宙常數概念敗部復活，提出宇宙空間充斥了一種抵抗重力的能量，並名為暗能量，1998年宇宙正加速膨脹的觀測，令暗能量學說更可信，但跟暗物質一樣，仍待更多證據證實。
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觀測系外行星活動
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至於馬約爾及奎洛茲的貢獻，就是解答了一個世人一直未有真憑實據的猜想。以宇宙之大，太陽系外有行星系統，絕不出奇，但行星本身不發光，要在遙遠的地球觀測，絕非易事。兩人使用的方法，是觀測系外行星圍繞恒星移動時導致恒星的光顏色有周期性變化，稱為視向速度法。
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他們在1995年首次在太陽系外，發現了第一顆圍繞類似太陽的恒星（飛馬座51）運轉的系外行星「飛馬座51b」，掀開尋找系外行星熱，加上之後開發的凌日法，現時天文學家已發現了超過4,000顆系外行星。這些發現除了激發尋找「第二地球」的熱情，也挑戰了人類原本對行星系統的理解，促使科學家重寫了行星起源的理論和物理過程。
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德新社/法新社/諾貝爾獎官網
作者:
itsctsu
時間:
2019-10-9 10:11 AM
James Peebles 皮布爾斯（加拿大/美國）
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勸勉投身科學勿為奪獎
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皮布爾斯感謝諾貝爾委員會授予獎項，又勸勉年輕科學家不要只放眼獎項，稱「你們應該因對科學着迷而投身科學，我就正正是這樣」。
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84歲的皮布爾斯是物理學家和理論宇宙學家，早年於加拿大曼尼托巴大學取得學士學位後，再轉到美國普林斯頓大學攻讀博士，此後整個研究生涯都奉獻給這間學府，現時是該校的艾伯特愛因斯坦榮休科學教授。他對宇宙大爆炸模型有重要貢獻，也為當今宇宙學理論及觀測研究做了大量奠基工作，其三部著作《物理宇宙學》、《宇宙的大尺度結構》和《物理宇宙學原理》是這些領域公認的標準參考文獻。
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他多年來獲獎無數，包括2004年於香港取得首個邵逸夫天文學獎，會方表彰他一生對宇宙學的開創性貢獻，差不多建立了現今全部宇宙學的理論與觀測基礎，令本來純為理論推測的學科成為一門精確科學。
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美聯社/邵逸夫獎官網
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Michel Mayor 馬約爾（瑞士） 退休教授續留任天文台
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77歲的馬約爾是日內瓦大學天文學系的瑞士天體物理學家和榮休教授。他2007年退休後仍擔任日內瓦天文台研究員。他1995年與奎洛茲（Didier Queloz）共同發現太陽系外第一個環繞類太陽恒星「飛馬座51」的行星「飛馬座51b」。
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馬約爾擁有洛桑大學物理學碩士學位，之後在日內瓦大學取得天文學博士學位，多年來獲獎無數。他2005年獲「邵逸夫獎」天文學獎時，曾在自傳談及發現「飛馬座51b」的經過，當年與奎洛茲日夜測量約140顆類似於太陽的恒星，研究旨在發現褐矮星及巨型行星。在使用ELODIE光譜儀測量時，注意到恒星「飛馬座51」表現出周期性變化，在第二次後確定影響仍存在，才冒險宣佈發現第一個太陽系外行星。他憶述，「沒有人知道系外行星是否存在，享負盛名的天文學家多年來一直在尋找它們」。
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美聯社/邵逸夫獎官網
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Didier Queloz 奎洛茲（瑞士） 以為玩笑「難呼吸手震」
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瑞士天體物理學家奎洛茲從牛津大學新聞辦公室收到消息，知道獲頒諾貝爾獎時，正與其他對熱衷於尋找新行星的學者開會。他最初以為對方開玩笑，之後「難以呼吸、手都震了」。
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53歲的他說：「幸好所有同僚在身邊。這真的很有用：老朋友，一些認識了一段時間的人。這是讓我返回現實的最佳方法。很激動。」他指，能夠以自己喜歡的工作獲獎，實在好運的難以置信，「這是夢寐以求的工作」。
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時至今天，科學家已在銀河系發現超過4,000個太陽系外行星，當中有過100顆是由奎洛茲發現。這些系外行星很多皆與科學家原先預想的不同，衝擊不少行星形成的理論。他早年在日內瓦大學博士畢業後，留在母校擔任教授；六年前擔任劍橋大學卡文迪許實驗室的物理系教授，領導一項讓人類更了解系外行星的形成、結構和宜居性的研究項目。
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劍橋大學網站/諾貝爾獎官網
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諾獎重觀測實驗
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宇宙學巨匠獲獎遲
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【本報訊】皮布爾斯（圖）是邵逸夫獎2004年首次頒發的天文學獎得主，但遲至今年才獲諾貝爾獎，而且只得半份獎。香港中文大學物理學系教授朱明中認為，皮布爾斯雖是「現代宇宙學最重要人物」，但諾貝爾獎始終比較注重觀測和實驗。
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建框架兼容並蓄重要概念
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朱明中指出，像「上帝粒子」理論提出了50年，到真的找到時才得獎。他指皮布爾斯建立了框架，把宇宙背景輻射、暗能量和暗物質等當今宇宙學的重要概念兼容並蓄，並可用數據印證，但也要等近年累積觀測，逐步顯示他的見解可信，才終於得諾貝爾獎，但很多相關觀測發現者早已得獎。
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第二屆邵逸夫天文學獎得主之一，正是馬約爾，但當時跟他分享獎項的，不是昨天齊獲獎的拍檔奎洛茲，而是美國的馬西（Geoffrey Marcy）。馬西跟馬約爾當時都是系外行星研究先鋒，馬西的團隊甚至發現更多系外行星，但2015年因性騷擾醜聞辭職，絕迹於學術界。香港大學地球科學學系及物理學系副教授李文愷表示，馬西如果不是因為醜聞，應可跟馬約爾共得物理學獎。
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李文愷從事系外行星系統形成和演變動力的理論研究，指他不時跟麥耶和奎洛茲索取特別的系外行星發現數據。他指兩人發現的「飛馬座51b」有木星般大，卻離其母星很近，公轉只需三至四日，打破巨大行星只會存在於遠離其母星軌道的既定想法，相信是形成後改變軌道，亦打破定見，足見系外行星系統可以跟太陽系非常不同，需要加入理論內。
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