随着本年度诺贝尔物理学奖的揭晓,物理宇宙学成了各大媒体热议的话题。本文作者王爽,早在去年就预言了米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹会得到诺奖。因为他们首次发现太阳系外围绕类日恒星运转的行星,对物理宇宙学来说,实在意义重大。
在开始今天的银河系之旅前,我们要知道,在天文学史上,飞马座51b是一个具有重大历史意义的景点:它是人类发现的第一颗绕主序星旋转的系外行星,而它的发现也宣告了系外行星探索时代的到来。
其实很早就有人怀疑,在茫茫宇宙中还有许多其他的行星。比如说,早在16世纪,被罗马教廷烧死的意大利哲学家乔丹诺·布鲁诺就猜想,漫天繁星其实就是远处的太阳,也有很多行星在绕它们旋转。此外,大名鼎鼎的牛顿爵士也在他的传世巨著《自然哲学的数学原理》中表达了相同的观点。
然而,寻找系外行星是一件极端困难的事情。原因很简单。行星本身不会发光,只能够反射恒星的光芒;这意味着,行星的绝对亮度其实非常非常微弱。另一方面,即使是最近的那些恒星,它们与地球之间的距离也要以光年计。相距如此遥远的情况下,系外行星肯定会被笼罩在它所环绕的恒星的光芒中;换句话说,系外行星根本无法被地球上的望远镜所看到。
几百年来,人们一直无法找到支持系外行星存在的有力证据。从19世纪开始,不断有人跑出来宣称他们发现了太阳系以外的行星。但事实证明,他们几乎全是自己看花了眼。一直到20世纪90年代,才有人横空出世,用相当有力的证据证明了系外行星的存在。完成这一壮举的人,是一对来自瑞士的师徒。
其中的老师是米歇尔·马约尔。1971年,马约尔在瑞士的日内瓦大学拿到博士学位。在剑桥大学、欧洲南方台和夏威夷大学工作了几年以后,他又回到了日内瓦大学任教,并在那里一直干到退休。其中的学生是迪迪埃·奎洛兹。20世纪90年代初,奎洛兹考进了日内瓦大学天文系,然后成了马约尔的博士研究生。博士毕业后,他在剑桥大学卡文迪许实验室找到了永久职位。
1995年底,马约尔和奎洛兹在《自然》杂志上发表了一篇论文,宣布他们用位于法国普罗旺斯天文台的一台新型光谱仪,测出一颗与太阳相距50光年、名叫飞马座51的恒星的光谱中,存在一个周期为4.2天的蓝移红移交替的现象。由此可以推断出,在离飞马座51仅仅800万千米的地方,有一个和木星差不多大小、公转周期为4.2天的行星。马约尔和奎洛兹把这颗行星称为飞马座51b。
它是人类历史上发现的第一颗绕主序星旋转的系外行星。
这个划时代的重大发现,为人类打开了一扇通往新世界的大门。在此后的20多年的时间里,天文学家们发现了将近4000颗系外行星。著名的《纽约时报》甚至把马约尔和奎洛兹发现系外行星这件事与哥伦布发现美洲大陆相提并论,并称这对师徒为“新世界的发现者”。
2015年,先后有4位女士向加州大学伯克利分校投诉,说马西曾对她们进行性骚扰。随后,校方对马西展开了一个为期6个月的调查,并于2015年10月公布调查报告。这份调查报告指出,从1995年开始,在长达20年的时间里,马西至少对7位女士进行过性骚扰。此调查报告一经公布,立刻在学术界掀起了轩然大波。加州大学伯克利分校的一大批教职员工随即发表联名信,要求马西立刻从学校滚蛋。
迫于压力,马西于2015年10月7日在网上贴出了一封公开信,宣布对自己的所作所为道歉,并且辞去加州大学伯克利分校的讲席教授职位。此后,马西在学术界销声匿迹。这个系外行星探索领域的先驱,就这样成了后来另一场影响深远的著名社会运动的“先烈”。
马西坠入深渊,为奎洛兹扫除了前进道路上最大的障碍。2017年,他取代了马西,与自己的前导师马约尔一起获得了著名的沃尔夫物理学奖。我在此预言,早晚有一天,这对师徒会戴上诺奖的皇冠。