皮布尔斯的物理宇宙

2019年10月8日,瑞典皇家科学院宣布将今年的诺贝尔物理学奖授予詹姆斯·皮布尔斯(物理宇宙学方面的理论发现)以及米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹(首次发现围绕类太阳恒星运动的系外行星)。在现代宇宙学一步步走向精确定量科学的过程中,皮布尔斯扮演了关键角色。文章对皮布尔斯在现代宇宙学研究中的奠基性工作进行了简要回顾,侧重介绍其在宇宙组份,宇宙演化,和宇宙结构形成方面的重要贡献。     

2019年诺奖解读：物理宇宙学

<正>2019年10月8日,瑞典皇家科学院宣布将今年的诺贝尔物理学奖的一半授予詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles),以表彰他在物理宇宙学方面的理论贡献和发现。詹姆斯·皮布尔斯,1935年生于加拿大温尼伯,现为美国普林斯顿大学教授。在过去     

解读宇宙的起源——2006年诺贝尔物理学奖简介

 2006年度诺贝尔物理奖授予了在宇宙学研究领域取得杰出成果的美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特。他们发现的宇宙微波背景辐射的黑体谱和各向异性强烈地支持了大爆炸宇宙学模型并开启了“精确宇宙学”时代的大门。COBE之后宇宙学研究取得了一系列重大的进展。近年WMAP、SDSS等天文观测更加坚实有力地支持了大爆炸宇宙学模型，并对物理学提出了一些重大的、尖锐的挑战，诸如什么是暗物质？暗能量的物理本质是什么？     

从流浪地球到宇宙迷航——2019年诺贝尔物理学奖解读

2019年诺贝尔物理学奖同时授予了系外行星和宇宙学领域,诺奖委员会给出的理由是"为我们理解宇宙的演化和地球在宇宙中的位置做出的贡献"。这两个领域在近二三十年内展现出了蓬勃的生机,系外行星和外星生命的研究到了本世纪伴随先进技术的发展有了爆发式的发现;进入新世纪后,宇宙学领域已经获得4次诺贝尔奖,分别是宇宙背景探测者卫星、宇宙加速膨胀的发现、引力波的探测,以及此次诺贝尔物理学奖,它们使当代宇宙学获得了广阔的发展前景。文章就本次诺奖热点话题展开,对系外行星和宇宙学两大领域做概括性的科普解读。具体介绍马约尔和奎洛兹在系外行星领域的发现,系外行星的探测手段和发展前景,以及宇宙学领域的发展简史,皮布尔斯在该领域的贡献,和目前宇宙学领域的一大研究热潮,即原初引力波的探测。作者借此文抛砖引玉,期待更多年轻学者能加入到天文学和宇宙学的研究中,在新时代的浪潮下推动该领域获得更重大的突破。     

勒梅特（Lemaitre，Abbe Georges Edouard 1894-1966）比利时天文学家（Astronomer，Belgium）

比利时天文学家勒梅特（他又是一位天主教神职人员），1927年独立地求出爱因斯坦方程的弗里德曼（前苏联数学家，曾提出引力场方程的各向同性通解，称弗里德曼宇宙模型）解。他的文章发表在一家不知名的比利时杂志上，他设想，宇宙早期处于极端稠密的状态，现在宇宙中的全部物质集中在一个大约只有太阳30倍大的球里，他把这个球称为“原初原子”，像一个巨大的原子核，宇宙起源于这个“原初原子”的爆炸。他的学说比较粗糙，是后来的大爆炸宇宙学说的先河。     

天文学的进展

 在中国２０世纪的６０年代,一些人认为相对论是哲学中的相对主义,对其进行批判,以相对论为基础的宇宙学被斥为“伪科学”。在英国,伊萨克·牛顿是全世界伟大的科学家,其贡献和成就至今无人比拟,然而牛顿提出的宇宙模型也免不了“上帝的第一推动”。现代大爆炸宇宙学表明,整个宇宙从来就没有什么上帝和神仙,科学不能由哲学来评判,宇宙学的建立已经使得宗教退出人类的历史舞台！１蟹状星云 天文史上最著名的超新星,是由１０５４年中国宋代宫廷天文家杨惟德观察到的,宋至和元年５月巳丑日,杨惟德注意到日出前几分钟,天空中出现一颗奇怪的星,比金星明亮得多,他称之“客星.     

学习研究宇宙物理的一本好教材──《宇宙学引论》评介

学习研究宇宙物理的一本好教材──《宇宙学引论》评介李升今（邯郸师范专科学校物理系，邯郸０５６００４）现代宇宙学是由爱因斯坦于１９１７年发表的题为《根据广义相对论对宇宙学所作的考查》一文揭开序幕的。从此，人们对字宙学的研究进人了一个新时代。近１０年来，...     

比约肯谈实验数据的重要性

 詹姆斯·比约肯（JamesBjorken）,当代著名理论物理学家,对基本粒子物理学的学位发展做出过若干影响深远的重要贡献。他1956年在麻省理工学院获得理学学士学位,1959年在斯坦福大学获得理学博士学位,1962～1979年在SLAC（美国斯坦福直线加速器中心）先后任副教授和教授,1979～1989年担任费米实验室理论部副主任,1989年后重返SLAC,1998年至今为斯坦福大学荣誉教授。比约肯教授2004年荣获国际理论物理中心颁发的狄拉克奖章。     

2006年诺贝尔物理学奖——宇宙微波背景辐射的黑体谱和各向异性

相传约137亿年前我们的宇宙起源于“盘古开天地式的大爆炸”，能量密度和温度均超高无比，却绝无什么特殊的“爆炸”中心，在足够大的尺度上均匀且各向同性，一直持续膨胀至今．刚开始的时候，随着宇宙温度的迅速降低，若干基本粒子物质相继浮现，宇宙早期的核合成过程制备形成了宇宙时空中第一代恒星形成之前的大致原初元素丰度分布．宇宙“大爆炸”发端时空中的能量场应当有量子涨落；耦合演化到后来呈现的物质场中，这些微弱而此起彼伏的涨落逐渐被引力在各种不同层次上放大，从而最终形成宇宙时空中不同尺度的物质结构系统（包括超星系团、星系团、星系、球状星团、恒星、行星等）．伴随着宇宙膨胀，有一个温度不断下降的热电磁辐射场被“捂”在物质场中；大约在389000年以后，这个热电磁辐射场基本不再与物质相互耦合作用，但它依然带有早期物质场中各处涨落的信息烙印．基于Einstein创立发展的广义相对论（1915年），Einstein（1917年）、Friedmann（1922年）、Lemaitre（1927年）、de Sitter（1932年）开辟了近代理论宇宙学的先河．Hubble（1929年）公布了遥远的星系退行速度正比于它们到我们的距离的划时代观测事实．基于宇宙元素丰度和核合成物理，Gamow，Alpher和Herman于1940—1950年大胆设想了宇宙“大爆炸”的物理框架图像．Penzias和Wilson（1964年）在贝尔试验室从事微波天线研究时意外地发现了2．7K宇宙微波背景辐射．经过多年的精心设计和准备，Mather和Smoot（1989—1994年）领导的“宇宙背景探索器”（COBE）空间试验精确地测量宇宙微波背景辐射的黑体谱和微弱的各向异性涨落；他们俩因此荣获2006年度的物理诺贝尔奖．90年来，科学家们众说纷纭，唇枪舌战，搜索证据，编造理论．随着地面、高空和空间综合试验及理论研究的持续迅速发展，精确宇宙学的时代已经到来．     

宇宙的起源

Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｗ ．Ｈａｗｋｉｎｇ是剑桥大学教授、国际著名理论物理学家．他在弯曲时空中的量子力学、量子宇宙学、时空和宇宙的创生等一系列基本问题上作了大量开创性的工作．他在１９８６年曾访问我国．１９８８年３月他在美国加州大学伯克利分校就宇宙起源、小宇宙和黑洞的后裔以及时间的方向等问题作了一系列讲演．在讲演中介绍了当前引力物理和宇宙学研究中的最新进展和有关概念．内容深入浅出．本刊将对这三次讲演陆续报道，以飨读者．     

亚历山大·弗里德曼和现代宇宙学的起源

1925年英年早逝的弗里德曼堪称大爆炸宇宙学之父．然而,他杰出的贡献常常被误解和低估． 90年前,俄罗斯物理学家弗里德曼（1888—1925）首次阐述了爱因斯坦的广义相对论存在非静态的解．他发现这些解可以描述宇宙的膨胀、收缩、坍缩,甚至可能从奇点中诞生．     

宇宙学标准模型浅释（续）

宇宙学标准模型浅释（续）歆康４．５宇宙的演化中各时期的物质状态由于宇宙在温度为１０１１Ｋ～４０００Ｋ时的物理情况相当清楚，因此一般利用两个判据，分析这个时段的宇宙情况，然后再介绍１０１１Ｋ以前的和温度为４０００Ｋ以后的宇宙．我们这里仿照编年史那样按照...     

霍金与量子宇宙论

 一、霍金---宇宙之迷的探索者史蒂芬·霍金1942年1月8日出生于英国的牛津,那一天刚好是伽利略逝世300周年纪念日。童年的霍金热衷于搞清楚一切事情的来龙去脉,他看到一件新奇的东西时总喜欢把它拆开,把每个零件的结构都弄明白---不过他往往很难再把它装回原样,因为他的手远不如头脑那样灵活,甚至写出来的字在班上也是出名的潦草。10岁时他喜欢做模型飞机和轮船,喜欢设计复杂的游戏。13岁左右就下决心将来要研究物理学和天文学。1959年他考到了自然科学的奖学金,顺利入读牛津大学,1962年去剑桥大学攻读博士学位,研究宇宙学。     

物理学史中的二月

 女性在物理方面有长足的进步，她们在2012年所授予的博士总数中占有20%。然而，自从1895年设立诺贝尔物理奖以来，却只有2位女性获奖[1]：玛丽亚·居里（Marie Curie）于1903年，和玛丽亚·戈佩特·迈耶（Maria Goeppert Mayer）于1963年。在被不公平忽视的女性物理学家当中，最常被提及的就属迈特纳（Lise Meitner）了，爱因斯坦曾说她是"德国的玛丽亚·居里"。     

现代物理的前沿边缘科学

现代物理的前沿边缘科学邹旺宗，李睿，陈桂莲（湖北省物资学校武汉４３００７０）１暴胀宇宙学天体物理学是研究天体演化的物理过程的科学，宇宙作为一个整体是最大的天体，其物理过程是由大爆炸模型来描述的，根据这个理论我们今天观察到的宇宙起源于１００—１５０亿年...     

哈勃及其科学成就

美国天文学家哈勃（图1）在星系研究领域做出了一系列杰出的贡献。他确定了我们所处的银河系以外还存在河外星系,并证明了宇宙处于不断的膨胀之中,这使爱因斯坦修改了他的宇宙学方程,最终引出了关于宇宙起源的“大爆炸”理论。从1929年哈勃发现星系的红移现象到现在已经整整80周年了,它的建立使天文学成为理论与观察空前统一的现代科学,因此撰此文以纪念之。     

电磁理论大厦的缔造者——麦克斯韦

 在科学史上,一些重大的理论的创立,往往是一场接力跑。他要靠许多英才前赴后继、不辞劳苦的努力,才能达到成熟的境界。19世纪物理学爆发的电磁理论革命也是如此。从奥斯特、安培发现电流的磁效应开始,经过法拉第的奠基直到最后理论的完成前后共经历了半个多世纪,其中集这一理论之大成者,是英国杰出的数学物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。1831年6月麦克斯韦出生于英国苏格兰古都爱丁堡,与电话发明家贝尔算是同乡。那一年,恰好法拉第发现电磁感应,是电学史上值得纪念的一年麦克斯韦的父亲约翰·克拉克·麦克斯韦原是律师但他的主要兴趣是在制作各种机械和研究科学问题。     

《现代物理知识》1999年总目录

 物理知识物理前沿迈向ZI世纪的《现代物理知识扒……··大气中微子的反常与超神冈的新成果……………………………黄涛（l-2）……………………………戴长u（l-I4）阿尔法磁谱仪-………………·陈和生（l-3）单光子超导探测器一陈鸿林杨晓段（卜门）非晶、纳米晶材料的历史与现状-……·大行星的形成问题需重新考虑一许梅（119）刘应开侯德东周效锋刘佐权（卜7）受控热核聚变研究五十年-…·莫恭敏（2-10）束能武器的物理基础及应用前景-…·反物质与反氢原子一杨晓段陈鸿林（2-16）……………………………傅振堂（l-9）超晶格…………………………林鸿溢（2-19）低温等离子体灭菌方法与特点-……·宇宙中的     

关于世界本质的伟大论战

 前不久在网上发现重庆出版社今年推出的《科学可以这样看丛书》,第一套有9 本,所选内容可以说十分精彩,内容涵盖面也比较广泛,有宇宙学、物理学、生命学、科学学等方面的内容,其中有日裔美国物理学家、著名科普和科学家传记作家加来道雄写的《平行宇宙--穿越创世、高维空间和宇宙未来之旅》,曼吉特·库马尔写的《量子理论--爱因斯坦与玻尔关于世界本质的伟大论战》等。一个城市出版社有这样的远见和勇气,实在令人欣慰!     

国外物理科普杂志精文提要

 COBE卫星就是宇宙背景探险者卫星(Comic Ba-ckground Explorer),它是1989年11月发射的.它取得了靠近银河北极处的9分钟观测数据.这些数据经过拟合,得到的温度是2.735±0.06K,这一结果与准确的黑体辐射谱无异.但最近几年,人们不断报告说,在波长小于1毫米的宇宙微波背景频谱中有大量正超,这一直令宇宙学家们感到困惑不解.今年1月,NASA戈达德空间飞行中心的约翰·马瑟在美国天文学会会议上发表了COBE的第一个频谱结果.