2019年的诺贝尔奖授予了三位天文学家，以表彰他们“使我们理解宇宙的演化和地球在宇宙中的位置方面”的贡献。
其中，美国普林斯顿大学的宇宙学家皮布尔斯（P. J. E. Peebles）获得一半奖金，以奖励他在物理宇宙学中的理论发现；瑞士日内瓦大学的马约尔（Michel Mayor）和瑞士日内瓦大学及剑桥大学的奎洛兹（Didier Queloz）分享了另一半奖金，以奖励他们发现一颗环绕类似太阳恒星的行星。本文将详细介绍这三位学者的贡献。今天推送的上半部分，将为您解读皮布尔斯和物理宇宙学。
皮布尔斯的贡献在于物理宇宙学。宇宙学曾经主要是一些简单的哲学思辨、高度简化和抽象的数学理论，加上一点经验性的天文测量。而在皮布尔斯等人的努力下，它逐渐发展成了一个有大量实验相互验证的物理理论。皮布尔斯的导师迪克成为对他一生影响最大的学者。迪克二战期间从事雷达研究，发明了应用广泛的迪克辐射计、迪克微波开关等。战后迪克在脉泽和激光的发明过程中也有许多贡献。
上世纪60年代初，迪克的小组开始研究宇宙学。
皮布尔斯阅读了苏联物理学家朗道（L.D.Landau）和栗弗席兹（E.M.Lifshitz）《经典场论》中关于宇宙学的内容。尽管相对论宇宙学已经过了几十年发展，但在当时其理论仍是高度抽象的。迪克此时考虑了循环宇宙模型，即宇宙可能处在不断膨胀→收缩→再膨胀→再收缩的循环中。
他意识到在这种循环中当宇宙处在高度收缩的状态时，将会产生高温，此时也会产生大量的光子，在宇宙膨胀中这些光子将遗留下来，红移到微波波段。根据一些粗略的物理分析，可以推论这些辐射的能谱类似热力学中的理想黑体辐射，而特征温度随着宇宙膨胀降低。
宇宙微波背景辐射被发现后，皮布尔斯开始进一步研究宇宙大爆炸中的物理过程。首先是大爆炸核合成的理论，即氢、氘、氦等原子核在大爆炸中形成的理论。皮布尔斯讨论了用氦、氘等元素的丰度与宇宙学参数的关系，与瓦格纳（Robert Wagoner）一起开创了用轻元素丰度限制宇宙学模型的研究。用这些丰度，人们可以对宇宙学模型和参数给出有力的限制，从而成为宇宙学研究的一个重要工具。
皮布尔斯除了从理论上分析了宇宙扰动的演化外，也开始研究实际的宇宙大尺度结构。在皮布尔斯之前，其实也有一些学者做过大尺度结构的统计分析研究，不过皮布尔斯当时并不了解。他从理论上研究了结构是如何增长演化的，发展出了方格计数、相关函数、功率谱、高阶相关函数等许多分析大尺度结构的统计量的计算和测量方法。