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诺贝尔物理学奖揭晓:芭蕾舞者变成探索宇宙奥秘的先锋!

发布时间:2020-10-07相关聚合阅读:

原标题:诺贝尔物理学奖揭晓:芭蕾舞者变成探索宇宙奥秘的先锋!

基普·索恩 Kip Thorne获奖时(对探测引力波做出杰出贡献成为2017年物理奖得主)望着爱因斯坦的照片百感交集

广义相对论(General Relativity) 是描述物质间引力相互作用的理论。其基础由爱因斯坦于1915年完成,1916年正式发表。这一理论首次把引力场解释成时空的弯曲。其中包括七大预言:光线偏折;水星近日点进动;引力钟慢;引力红移;黑洞;引力拖拽效应;引力波。

北京时间 2020 年 10 月 6 日下午 6 点,三位发现和证实黑洞存在的科学家荣获诺贝尔物理学奖,他们分别为:英国数学物理学家罗杰·潘洛斯 (Roger Penrose)、德国天体物理学家莱因哈德·根策尔(Reinhard Genzel )和美国天文学家安德烈娅·米娅·盖孜(Andrea Mia Ghez)。

诺贝尔基金会决定把一半奖金授予潘洛斯,以表彰其“发现广义相对论预测了黑洞的形成”,并将另一半奖金授予根策尔和盖孜,以表彰他们“在银河系中心发现了一个超大质量高密度物体”。

获奖人简介

罗杰·潘洛斯(Roger Penrose )

1931年出生于英国的科尔切斯特。1957年毕业于英国剑桥大学。现任牛津大学数学系W. W. Rouse Ball名誉教授。他在数学物理方面的工作拥有高度评价,特别是对广义相对论与宇宙学方面的贡献。

莱因哈德·根策尔(Reinhard Genzel)

1952年出生于德国的巴特洪堡。1978年在德国波恩大学获得博士学位。现为德国马克斯普朗克地外物理研究所所长、美国加州大学伯克利分校教授,他还是美国和德国天文和物理学会会员,美国物理学会会员,美国国家科学院外籍院士。

安德烈娅·米娅·盖孜(Andrea Mia Ghez)

1965年出生于美国纽约。1992年毕业于美国加州理工学院,获博士学位。现为美国加州大学洛杉矶分校教授。

值得一提的是,盖孜是有史以来第四位荣获诺贝尔物理学奖的女性学者。人们历来认为物理学,尤其是探索宇宙奥秘是男人的事情,但盖孜从来不予苟同。早在十多岁的少女时代,盖孜就经常在深夜仰望天空思考宇宙问题。

她表示:“我喜欢在开始思考重大问题时提出一些颇为抽象的疑问。例如时间的开始和结束是什么?宇宙的边缘在哪里?在面对拥有130亿年历史的宇宙时,你如何看待人类微不足道的10万年前的存在?”

虽然非常喜欢舞蹈,甚至有一段时间她梦想成为一名芭蕾舞演员,但是在看到电视上播放的第一次登月场景时,盖孜内心深处对宇宙的激情被再次点燃。

她说:“我绝对是第一次登月的产物。我告诉妈妈我想成为一位女宇航员。”盖茨的母亲并没有认为她是异想天开,而是支持她坚持自己的梦想并鼓励她学习科学。如果说母亲是盖茨梦想的守护神,那么她的高中化学老师就是她最初前进的标杆。这位女化学老师严谨的逻辑以及理性的思维让盖茨看到从事科学的女性的魅力所在,并让她对自然科学产生浓厚兴趣。

获奖成果

三位科学家因为他们对宇宙中最奇特现象之一,黑洞的研究,而共享今年的诺贝尔物理学奖。潘洛斯通过其发明的巧妙数学方法,来探索爱因斯坦的广义相对论。他的研究揭示了广义相对论如何预测了黑洞的形成。这些时空和空间的怪物会捕获一切进入其中的东西。没有任何东西,甚至是光,都无法逃离黑洞。

根策尔和盖娅各自带领一群天文学家,从上世纪九十年代初就开始研究银河系的中心区域。随着精确度的提高,他们成功绘制了离银河系中心最近的最亮恒星的轨道。两组研究人员都发现,有一种看不见但很重的物体,促使这些恒星在周围转圈。

这个看不见的物质大约有400万个太阳质量那么重,但体积仅相当于我们一个太阳系。是什么使得银河系中心附近的恒星以如此惊人的速度旋转呢?根据当前的引力理论,可能的解释只有一个:那就是超大质量黑洞。

百年回眸:诺贝尔物理学奖

诺贝尔物理学奖自1901年起一年一度颁发。很多获得过诺贝尔物理学奖的发明和发现都促进了科技的发展,改变了我们的生活。

基本事实:

以下是有关诺贝尔物理学奖的一些基本数据:

1.1901至2019年间,共授出113个诺贝尔物理学奖。

2.47个物理学奖由一位获奖者独享,32个奖由两位获奖者分享,34个奖由三位获奖者分享。

3.约翰·巴丁(John Bardeen)是唯一荣获超过一次诺贝尔物理学奖的科学家(1956年和1972年);玛丽·居里(Marie Curie)也两次获得诺贝尔奖(1903年物理学奖和1911年化学奖),不过并非全部获得物理学奖。

4.在总共212位获奖科学家中,仅有3位女性,她们是玛丽·居里(Marie Curie, 1903年获奖者)、玛丽亚·梅耶(Maria Goeppert-Mayer,1963年获奖者)和唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland,2018年物理奖得主)。

5.最年轻的诺贝尔物理学奖得主为劳伦斯·布拉格(Lawrence Bragg),他与父亲共同荣获1915年诺贝尔奖时年仅25岁。

6.最年长的诺贝尔物理学奖得主是阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin),他于2018年获奖时已达98岁高龄。

7.夫妻获奖者:玛丽和皮埃尔·居里于1903年一起荣获诺贝尔物理学奖。

8.父子获奖者:

威廉·布拉格和儿子劳伦斯·布拉格(1915年共同获奖)。

尼尔斯·玻尔(1922年获奖)和儿子奥格·玻尔(1975年获奖)。

曼内·西格巴恩(1924年获奖)和儿子凯·西格巴恩(1981年获奖)。

约瑟夫·汤姆逊(1906年获奖,左)和儿子乔治·汤姆逊(1937年获奖)。

那些看上去高高在上、不食人间烟火的诺贝尔奖,其背后的科学研究正在改变我们的生活。

1901:人骨追踪

首位被授予诺贝尔物理奖项的科学家是德国人威廉·康拉德·伦琴(Wilhelm Conrad R?ntgen)。他发现了伦琴射线。即使到了今天,医生们仍然使用这种方法诊断患者牙齿根部是否有发炎状况。不过这种能量辐射有着或会致癌的缺陷。伦琴自己把这种射线叫做X射线,后人为了纪念这项发现,把射线做了重新命名。

1903:贝克勒耳和放射性

法国物理学家贝克勒耳(Antoine Henri Becquerel)发现了一些重金属原子核的自发放射性——比如图片上的铀。贝克勒也因此发现了放射性。居里夫人和她的丈夫皮埃尔对这种现象作出了更详细的研究。这三人之后都获得了诺贝尔奖。

1956:科技的飞跃

智能手机、手提电脑、平板电脑的诞生要感谢三个美国人:威廉·肖克莱(William Shockley)、约翰·巴丁(John Bardeen)和沃尔特·布拉顿(Walter Brattain)。他们首次发明了晶体管。像图片上的电脑处理器就是由数百万个晶体管而组成的。人们可以看到,一枚硬币要比一个晶体管大的多。

1964:激光的故事

简单来讲,很多向同一个方向运动的光线在一起就叫做激光。激光不仅仅能够产生幻美绝伦的视觉效果,让观众大饱眼福,而且还可以用来切割金属,在医学上,也可以利用激光烧去皮肤上难看的斑点。因为在激光科学上的巨大贡献,美国人查尔斯·汤斯(Charles Townes)和俄罗斯人巴索(Nikolai Bassow)和普洛科洛夫(Alexander Prochorow)共同获得了诺贝尔奖项。

1971:3D技术强大

全息摄影术的诞生要感谢匈牙利工程师丹尼斯·加博尔(Dennis Gábor)。他真切地再现了物体在三维空间中的真实现象。不过这种技术并不仅仅只是新颖的小玩意:纸钞借助具有3D效果的防伪手段,增加了不法分子造假币的难度。

1986:微型世界

德国人鲁斯卡(Ernst Ruska)带领我们看到了另外一番景象:他是电子显微镜的发明者。他的发明能够把小小的跳蚤放大数倍(见图)。人们可以利用电子显微镜看到肉眼看不到的东西。

1989:分毫不差

非常精确测量时间的基础是美国人诺曼·福斯特·拉姆齐(Norman Ramsey)奠定的。他发明了一个世界上最精准的原子钟。每年的误差最多只有25亿分之一秒。目前,德国的布伦瑞克(Braunschweig)坐落着四座原子钟。德国官方时间就是以它们为基准设置的。

2007:大容量,小型化

笔记本电脑的硬盘变得越来越小,但体积虽然缩小,但是硬盘的容量要比几年前大的多。其间的奥秘在于巨磁阻。人们制造出了一种可以产生巨磁阻效应的特殊结构硬盘。德国物理学家格林贝格(Peter Grünberg)和法国科学家费尔(Albert Fert)凭借这个发现获得了诺贝尔奖。

2009:光和电的互转

生于中国的美国物理学家高锟(Charles Kuen Kao)发明了光纤电缆。这种技术传输网页或是电话内容时不但速度快,信息也不会流失。电子数据会被转换成超短光脉冲,通过光纤电缆传输,当光波到达光纤末端时,又再次被转化为电脉冲。

2011:宇宙的奥秘

三位美国研究人员索尔·珀尔马特(Saul Perlmutter)、布莱恩·施密特(Brian Schmidt)和亚当·里斯(Adam Riess)因为发现宇宙不断的现象而获得了诺贝尔奖。不过科学家们至今仍不知发生这个现象的原因是什么。而找到答案的人一定能获得诺贝尔奖!

2013:上帝粒子

早在大约50年前,年轻的物理学家希格斯(Peter Higgs)和同事弗朗索瓦·恩格勒(Fran?ois Englert)就提出了至关重要的“希格斯波色子”理论(又称“上帝粒子”)。希格斯玻色子就像粘合剂一样,会减慢无数粒子飞行速度,使粒子获得质量。直到去年,欧洲核子研究中心(CERN)才证实了希格斯玻色子的存在。

2014:蓝色发光二极管(LED)

2014年的诺贝尔物理学奖被授予日本名古屋大学的两名教授赤崎勇和天野浩以及美籍日裔科学家中村修二,表彰他们在上世纪发明了蓝色发光二极管(LED),因此带来了新型节能光源。

2018: 超短波长激光和光学镊子

激光已经成为我们生活中一项必不可少的应用。加拿大科学家唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland)和法国科学家热拉尔·穆鲁(Gérard Mourou)所做的工作为产生人类有史以来波长最短、能量最高的激光铺平了道路。2018年荣获诺贝尔物理学奖的除了这两名科学家还有美国科学家亚瑟·阿什金(Arthur Ashkin),他所发明的光镊具有广阔工业与医学应用前景。

参考资料:

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2020/summary/

https://www.nobelprize.org/prizes/facts/facts-on-the-nobel-prize-in-physics/

https://www.dw.com/zh/%E7%99%BE%E5%B9%B4%E5%9B%9E%E7%9C%B8%E8%AF%BA%E8%B4%9D%E5%B0%94%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AD%A6%E5%A5%96/g-50724220

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