宇宙論邁向精密科學的里程碑
——2006年度諾貝爾物理學獎評述
(節選)
中國科學院國家天文臺研究員鄒振隆在《2007科學發展報告》中撰寫文章“宇宙論邁向精密科學的里程碑――2006年度諾貝爾物理學獎評述”,文章重點對2006年度諾貝爾物理學獎進行了詳細的評述。
2006年10月3日,瑞典皇家科學院宣布,將本年度諾貝爾物理學獎授予美國宇航局戈達德空間飛行中心的約翰?馬瑟(John C. Mather)(圖1)和加州大學伯克利分校的喬治?斯穆特(George F. Smoot)(圖2),以表彰他們發現了宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀,及其溫度在空間不同方向上的微小變化。他們利用宇宙微波背景探索者衛星(COBE)進行的這些非常細致的觀測,為宇宙起源的大爆炸理論提供了新的有力支持,對宇宙論發展成一門精密科學起到了重要促進作用。
文章指出,在COBE的成功的鼓舞下,NASA的第二代宇宙背景各向異性探測衛星(WMAP)于2001年升空。由于其空間分辨率從COBE的7 °提高到了0.2°,使得人們可以通過比較不同尺度的溫度變化(功率譜),以前所未有(約百分之一)的精度證明宇宙是平坦的,并且測定了其中可見物質、暗物質以及暗能量的比例(分別約為4%,23%和73%)。如果考慮到僅僅在十幾年前,宇宙膨脹速率、物質密度等基本參數的測量還存在百分之幾十甚至數倍的誤差,那就有充分的理由將 COBE 取得的成就看作是宇宙論發展成為精確科學的一個里程碑。
文章最后,作者呼吁:里程碑當然不是終點站而只是新長征的起點。我們固然相當精確地了解了宇宙中各類物質的數量,但對占絕大部分的暗物質和暗能量的本質仍然一無所知。這既是21世紀物理學面臨的巨大挑戰,也是取得突破性進展的難得機遇。為了應對這一挑戰,全世界包括中國的科學家正在積極推動一系列新的宇宙學觀測和粒子物理實驗計劃,預祝他們的努力獲得成功!(摘自中國科學院“科學發展報告”課題組撰寫的《2007科學發展報告》)
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