2019年10月8日，诺贝尔物理学奖的一半授予James Peebles，奖励他在物理宇宙学方面的理论发现。Peebles提出了严谨的数学模型和物理理论，描述和解释大爆炸之后宇宙的演化，这些理论模型与实验观测很好地吻合，使得宇宙学从描述性、猜测性的学科，转变为可预测、可验证的精准科学。
加州州立大学旧金山分校物理与天文系的满威宁教授赞叹道：包括Peebles在内的人类两千年科学史上那些智慧又勤奋的灵魂帮助我们在短暂的生命中看到了那么遥远的过去和未来。今天，她希望用通俗有趣又严谨的科普让更多人领略这份科学之美，了解我们的宇宙从哪里来，会到哪里去。
又到了每年10月尽可能通俗地给大家介绍诺贝尔物理学奖的时间。
我希望尽量用贴近中学物理的语言，讲清楚这些得诺贝尔物理学奖的工作做了什么，为什么要做，怎么做的，有什么结果和展望。
2019年诺贝尔物理学奖一半颁给美国普林斯顿大学的詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles），“奖励他在物理宇宙学的理论发现”，另一半则共同授予了瑞士天文学家米歇尔·马约尔（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz）师徒，以奖励他们“发现太阳系之外别的恒星的行星”。
这是非常特殊的一年，因为这两项工作涉及的领域相距甚远，一个研究浩瀚宇宙的发展历史，一个寻找太阳系外的行星，宇宙物理学和天文物理其实是完全不同的两个学科。虽然这样的组合十分罕见，但关于获奖原因的致辞还是可以合并在这一句里面：以奖励他们“为人类对宇宙演化和地球在宇宙中的位置的理解做出的贡献”。
是的，重要的是这两项工作深刻地改变了人类对宇宙的认知。我们是谁？我们从哪里来？我们会到哪里去？几乎所有哲学分支，都会关注这些本源问题。更进一步，我们的宇宙从哪里来，我们的宇宙会到哪里去？恐怕也是任何好奇的灵魂都很关注的问题。
科学家们在100年前发现，从地球上观测到的遥远星系的光谱发生了红移（频率变低了），这意味着星系正在远离我们而去。1916年爱因斯坦提出广义相对论，彻底改变了人们对时间和空间的理解，颠覆了之前认为宇宙是静态的，宇宙亘古不变的观念。1929年美国天文学家哈勃证实：离我们越远的星系正在以越快的速度远离我们，说明整个宇宙空间在膨胀，现代宇宙学开始萌芽。
这篇科普由于篇幅过长，涉及的领域过多，我把它分作上下两篇，上篇介绍宇宙的起源和演化，下篇介绍如何寻找太阳系外行星以及找到了什么。我们先来讲讲皮布尔斯，他对宇宙学理论的贡献是如此广泛，以至于一时之间人们都很难说清楚到底是哪一项或者哪几项具体的工作为他赢得了诺贝尔奖。
皮布尔斯最重要的贡献是，他在理论方面的研究推动宇宙学从一种经验的描述性的学科发展成了精确的可以验证、可以预测的科学。有一句话叫作，“凡是没有任何办法证伪的命题不能够称作科学命题”。意思就是说科学在本质上有可验证性和可预测性。如果一种理论永远没有办法验证或者证伪，那还不能算本质的科学，只能算一种假说。
既然观测到宇宙在膨胀，按照时间朝前推演，宇宙就应该是一个物质更密集、能量更密集的宇宙。
哈勃望远镜等可以让我们看到百亿光年外遥远的星系，这意味着我们接收到的那些星系的光信号来自百亿年之前，也就是当我们往宇宙深处观测，我们看到的是很久以前的更年轻的宇宙，它确实更致密，也更炽热。基于爱因斯坦的广义相对论在时间轴上朝前推演，科学家对宇宙起源提出了宇宙大爆炸理论（The Big Bang）。
在皮布尔斯六十年代开始这个领域的研究时，宇宙大爆炸还是一个没有多少证据支持的理论，研究宇宙学模型的人也非常少。皮布尔斯的工作对这一理论的发展做出了卓越的贡献。