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“為什么至今還沒有發(fā)現(xiàn)和地球、金星相似的系外行星?因?yàn)槟壳斑€沒有能力探測(cè)這類行星,但這并不意味著它們不存在。我相信類地行星絕對(duì)不止地球一顆。”11月17日,第13期浦江科學(xué)大師講壇在復(fù)旦大學(xué)相輝堂舉行,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主迪迪埃·奎洛茲作了題為《系外行星革命及其對(duì)宇宙生命的影響》的主旨報(bào)告,并接受了媒體專訪。
30年前,科學(xué)界普遍默認(rèn)行星系統(tǒng)只有太陽系這一個(gè)實(shí)例。盡管部分天文學(xué)家推測(cè)宇宙中可能存在其他類似系統(tǒng),但因未發(fā)現(xiàn)確鑿的系外行星證據(jù),行星系統(tǒng)的定義始終未跳出太陽系的范疇。
1995年,年僅29歲的奎洛茲在攻讀博士學(xué)位期間,與導(dǎo)師米歇爾?馬約爾一起發(fā)現(xiàn)了首顆繞太陽系外恒星運(yùn)行的行星——飛馬座51b。這顆質(zhì)量與木星相當(dāng)、軌道周期僅 4.23 天的行星,徹底顛覆了當(dāng)時(shí)人類對(duì)行星的傳統(tǒng)認(rèn)知,直接開啟了系外行星研究的全新領(lǐng)域。這項(xiàng)開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)也為師徒兩人贏得了2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的一半。
現(xiàn)場(chǎng),奎洛茲展示了一幅行星圍繞恒星運(yùn)行的模擬圖。“運(yùn)行軌道上的整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡可以被探測(cè)到,這就是為何我們?cè)?0年前找到了第一顆系外行星,因?yàn)樗淖兞撕阈堑乃俣取!?/p>
除了單個(gè)系外行星的研究,行星系統(tǒng)的對(duì)比研究也同樣重要。“TRAPPIST-1行星系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于太陽系,溫度也要低2倍,但將其放大25倍后可以直觀地觀察到,它在核心結(jié)構(gòu)、行星排布上與太陽系存在顯著相似之處,因此有人稱之為宜居帶。”奎洛茲說。
“這是多么有意思的轉(zhuǎn)變,30年前我們還探測(cè)不到任何一顆系外行星,30年后有一位科學(xué)家站在你們面前說,不僅有其他行星,上面還可能有生命,這不是令人嘆為觀止的事情嗎?”奎洛茲感嘆地說,人類在宇宙中是否孤獨(dú)存在?是否有一個(gè)和我們不一樣的行星,但同樣存在生命?“這些問題到目前為止還沒有答案,但我們正在朝這個(gè)方向逼近答案。”
據(jù)介紹,位于智利塞拉阿瑪佐內(nèi)斯山的歐洲南方天文臺(tái)極大望遠(yuǎn)鏡,計(jì)劃2027年9月啟動(dòng)科學(xué)觀測(cè),有望在系外行星研究和宇宙生命探索領(lǐng)域取得更多重大發(fā)現(xiàn)。
奎洛茲經(jīng)常被問到,還需多久才能找到另一個(gè)適合人類居住的星球。“科學(xué)的魅力正在于此,我們無法預(yù)知答案究竟是在明天出現(xiàn),還是需要等待50年,但有一點(diǎn)可以肯定:答案終將到來,因?yàn)槿祟惓錆M好奇心,也極具智慧。”
不過,在他看來,那種“必須找到星球供人類遷移”的想法非常荒謬。“我們并非為離開地球而生,地球是我們的家園,我們必須學(xué)會(huì)作為一個(gè)全球共同體共存。沒有比地球更適合人類居住的星球了,這是我最珍視的家園。”
人類是否有可能見到地外生命?他對(duì)此抱有希望:“過去30年,人類發(fā)現(xiàn)的系外行星從0顆增加到了6000 顆,難以想象未來會(huì)發(fā)生什么。畢竟人類從上世紀(jì)60年代才開始系統(tǒng)性的太空探索,至今不過短短幾十年。再過幾十年,月球基地甚至火星基地或許都已建成,很多事情都會(huì)截然不同。”
奎洛茲認(rèn)為,人工智能的發(fā)展未來可能會(huì)推動(dòng)宇宙機(jī)器人探測(cè)任務(wù)的開展,無需將人類送入太空,只需發(fā)射搭載人工智能技術(shù)的機(jī)器人,甚至可以暢想,未來由人工智能機(jī)器人在月球建立基地。
29歲就發(fā)現(xiàn)了首顆系外行星,奎洛茲將此歸功于自己的好奇心。“我的好奇心至今未變,正是這種熱情一直驅(qū)動(dòng)著我,這也成為我的生活方式。”
至于為何選擇天體物理,他坦言高中時(shí)還不知道自己想做什么,物理對(duì)他而言比較容易,他只想繼續(xù)學(xué)習(xí)但不想做選擇,于是讀了物理。對(duì)于選擇感到恐懼的他,甚至同時(shí)學(xué)了粒子物理和天體物理。“至于后來從事天體物理研究,那是出于我的人生哲學(xué),我喜歡爬山,而天文臺(tái)很多都建在山上。”
作為一名天體物理學(xué)家,奎洛茲平時(shí)喜歡看科幻電影,但并不會(huì)糾結(jié)其中的對(duì)錯(cuò)。“一部成功的科幻電影,是能呈現(xiàn)一個(gè)你從未想象過的未來,當(dāng)你看完會(huì)驚嘆‘我從未這樣想過’,它就是一部有趣的好作品。”
獲得2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的消息傳來時(shí),奎洛茲總被人問“你會(huì)用獎(jiǎng)金做什么”,他當(dāng)時(shí)在劍橋大學(xué)工作,平時(shí)騎自行車出行,碰巧他的自行車壞了,于是他就回答“我現(xiàn)在最需要的是一輛新自行車”。“沒想到這句話被廣泛傳播,不過我確實(shí)用獎(jiǎng)金買了一輛很棒的自行車。我的學(xué)生們還送了我一個(gè)特別的自行車鈴鐺,上面刻著‘2019年諾貝爾獎(jiǎng)’。”奎洛茲笑著說。
獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)不到一個(gè)月,奎洛茲受邀出席了在上海舉行的世界頂尖科學(xué)家論壇,那是他第一次來到上海。“上海的建筑變化太大了,城市發(fā)展迅猛。我對(duì)中國(guó)感到由衷的贊嘆,因?yàn)檫@里充滿活力,人們都積極進(jìn)取,這也是我每年都來中國(guó)的原因。每次來訪,我都感到震撼,也很樂意與中國(guó)科學(xué)界互動(dòng),為未來的合作尋找可能的途徑。”
迪迪埃·奎洛茲簡(jiǎn)介:
英國(guó)劍橋大學(xué)自然哲學(xué)杰克遜講席教授,瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院物理學(xué)教授,英國(guó)劍橋大學(xué)三一學(xué)院院士,英國(guó)皇家學(xué)會(huì)院士,2017年沃爾夫物理學(xué)獎(jiǎng)、2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主。他參與并主導(dǎo)的多項(xiàng)計(jì)劃促成了數(shù)百顆行星的發(fā)現(xiàn)。
原標(biāo)題:《發(fā)現(xiàn)首顆系外行星的諾獎(jiǎng)得主:類地行星絕對(duì)不止地球一顆》
題圖復(fù)旦大學(xué)
作者:解放日?qǐng)?bào) 黃海華





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