2011-10-06

諾貝爾物理獎3得主 預言宇宙變冷

◆ 諾貝爾物理獎3得主 預言宇宙變冷
http://udn.com/NEWS/WORLD/WORS1/6632652.shtml

【聯合報╱編譯張佑生/綜合報導】2011.10.05

三位天文物理學家藉由研究爆炸中的恆星,得知宇宙正加速膨脹、變冷,共同獲頒本屆諾貝爾物理獎。巧的是,這三位也是邵逸夫獎二○○六年天文獎的得主。

瑞典皇家科學院公布得獎者分別是美國柏克萊加大超新星宇宙計畫主持人波麥特(Saul Perlmutter,五十二歲,美籍)、澳洲國立大學天文學教授施密特(Brian Schmidt,四十四歲,美裔澳籍)與美國約翰霍普金斯大學天文學教授李斯(Adam Riess,四十二歲,美籍)。

一九八八年成立研究團隊的波麥特將獲得一千萬瑞典克朗(約台幣四千四百萬元)當中的半數,一九九四年成立研究團隊的施密特與扮演要角的李斯平分另一半。

皇家科學院指出,三名科學家發現五十多顆遙遠的超新星所發出的光比預期來得弱,顯示宇宙膨脹速率正在增加。頌辭提到:「現在的宇宙是一百四十億年前大霹靂的產物,這是近半世紀以來的通念。讓人震驚的是此一膨脹仍在加速中,如果照這樣下去,宇宙將在酷寒中結束。」

施密特表示,瑞典皇家科學院打電話通知時,他正與家人晚餐:「聽到電話另一端是瑞典口音,感覺有些可疑。知道怎麼一回事後我有點腿軟,得起來走走,讓腦袋清楚一下。」

皇家科學院表示,三位科學家原本以為宇宙膨脹的速度正在減緩,卻發現遙遠的星系正不斷加速相互推開,據信是暗能量(dark energy)提供「反重力」所造成。

科學家研究名為Ia型超新星(type-Ia supernova),此一超新星的形成是由兩顆星互繞旋轉,其中一顆伴星的物質會被慢慢吸引到另一顆即將爆發的星上,當累積的質量超過臨界值時,這顆星便會產生超新星爆發。所有Ia型超新星爆發時光度都會達到相似的極大值,由於越遠的東西看起來越暗,所以觀察這類星體爆發,便可推斷該星體所身處的星系與我們的距離。

三位得主利用這種特性,計算遙遠星系退行速度與距離比例。結果發現,以往宇宙膨脹速度竟小於現在宇宙膨脹的速度。

皇家科學院指出,占宇宙組成百分之七十五的「暗能量」堪稱當代物理學最大謎題,科學家所知很有限。

我們的宇宙為何適合生命存在?三位得主發現宇宙不斷膨脹,再次提供了「一切皆有可能」的答案。

※ 相關報導:

* 施密特前年來台 解「黑暗」之惑
http://udn.com/NEWS/WORLD/WORS1/6632646.shtml

三人中的施密特前年曾來台演講,他當時提到,宇宙中我們了解的物質只有百分之四,黑暗物質、黑暗能量分別占百分之廿四和七十二。



◆ 諾貝爾物理獎 3人共享
http://www.libertytimes.com.tw/2011/new/oct/5/today-int1.htm

自由 2011.10.05

〔國際新聞中心/綜合斯德哥爾摩四日外電報導〕二○一一年諾貝爾物理獎四日揭曉,今年的物理獎由來自兩個研究團隊的三名美國天文學家同獲殊榮,他們因研究超新星得出宇宙以極快速度加速擴張、最後將遍地冰封的驚人發現,「協助揭開宇宙奧秘」而獲獎。

物理獎的一千萬瑞典克朗(約台幣四千四百五十萬元)獎金,半數將由目前在加州大學柏克萊分校主持超新星宇宙學計畫的佩爾莫特爾獨得,另外一半則由目前擔任澳洲國立大學「高紅移超新星搜尋團隊」負責人的施密特,以及現為約翰霍普金斯大學及太空望遠鏡科學研究所天文學教授黎斯平分。不過,一些科學家批評,諾貝爾獎委員會最多只限三人分享同一獎項的規定太不合理,應由這兩個團隊的所有人共享。

瑞典皇家科學院指出,獲獎的五十二歲美國科學家佩爾莫特爾、四十四歲美裔澳洲學者施密特以及四十二歲美國科學家黎斯,在觀測所謂的「1A型超新星」時,發現超過五十顆遙遠的超新星亮度比之前預期的微弱。

觀察超新星 計算宇宙膨脹速度

由於超新星是由密度極高而體積很小的白矮星爆炸而成,每顆「1A型超新星」爆炸時發出的能量和射線強度一致,因此在地球上觀測「1A型超新星」亮度的變化,可以準確推算出它們和地球距離的變化,並據此計算出宇宙膨脹的速度。

這些超新星的亮度比預期微弱,代表它們的距離比預期遙遠,因此三人認為,宇宙在大爆炸(Big Bang)之後開始擴張,且膨脹的速度並未如一些人預期的趨緩,而是以「令人咋舌」的速度加速膨脹,由於空間擴張,物質彼此的距離加大,導致宇宙氣溫降低,最後將變成空間非常非常大、但溫度非常非常低且黑暗一片的地方。

頌詞指出:「近一個世紀以來,已知宇宙是因為約一百四十億年前的宇宙大爆炸而持續擴張,但擴張正在加速的發現讓人震驚,如果擴張繼續加速,最後宇宙會變成一片冰封。」諾貝爾獎委員會將佩爾莫特爾等人的發現比擬為:「把球丟到空中,沒看到球掉下來,卻看著它以越來越快的速度消失在天空中,好像是重力無法反轉這顆球的軌跡。宇宙間似乎也在發生類似情況。」

驅使宇宙加速膨脹的因素,據信是構成四分之三個宇宙的所謂「暗能量」。目前宇宙學家對暗能量所知甚少,只能推測暗能量似乎是一種與重力相反的力量,會驅逐接近它們的物質,因此是宇宙加速膨脹的能量來源。

得獎人興奮 感謝團隊協助


三名得獎人得知獲獎消息都相當興奮,其中二十七歲即已移居澳洲的施密特,得知消息的剎那,跟「我的小孩出生時差不多感覺」。施密特特別感謝在哈佛念書時遇到的澳籍妻子,因為要不是當年移居澳洲做研究,或許他就不會有現在的成就;而被問到年紀輕,是不是還有可能二度獲獎時,施密特說,「我想一生一次已經足夠。」

黎斯則說,他對自己能得獎感到很震驚,談到宇宙可能冰封的預測,他審慎的說,「這就是我們所看見的」,「宇宙仍然可能再次崩潰。」回想起當時的發現,黎斯說,他以為自己犯了可怕的錯誤,還花了好幾個星期檢討;施密特則說,「大家都很害怕,因為這太瘋狂了,不可能是真的。」

佩爾莫特爾說,能和其他團隊共享諾貝爾獎很美好,因為這就像是一個大家一起合作的群體工作。

※ 相關報導:

* 推翻宇宙等速膨脹 開啟暗物質研究新頁
http://www.libertytimes.com.tw/2011/new/oct/5/today-int1-2.htm

過去科學家利用哈伯望遠鏡發現宇宙膨脹,但一直以為是等速膨脹,直到分屬兩個競爭陣營的三位諾貝爾獎得主,陸續在一九九八年與一九九九年發現宇宙加速膨脹理論後,科學家才恍然大悟,並意識到宇宙暗能量的存在,也才開啟暗物質與暗能量的天文研究新頁。

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