우주와 인류의 기원은 오늘 노벨 물리학 상을 발표하는 동안 주목을 받았습니다. 프린스턴 대학교의 물리학자인 제임스 피블스 (James Peebles)는 물리적 우주론에 기여한 상을 수상한 반면, 제네바 대학교의 물리학자인 미셸 시장, 제네바의 천문학 자, 케임브리지 (Cambridge)의 캐 벤더스 실험실 (Cavendish Laboratory)의 Didier Queloz는 1995 년 반을 공유했습니다.
Peebles가 1960 년대 초 프린스턴에서 경력을 시작했을 때, 빅뱅 이론에 대한 증거는 거의 없었으며, 확장 된 우주가 작고 뜨겁고 조밀 한 상태로 시간을 거슬러 올라갈 수 있다는 생각입니다. 그런 다음 1965 년 Arno Penzias와 Robert Wilson은 우주 전자 레인지 배경 (CMB)을 발견했습니다. 우주가 380,000 년이되었을 때 고대 빛이 방출되었습니다. CMB는 Young Universe의 스냅 샷을 제공하여 부드럽고 뜨겁고 간단한 장소를 드러냅니다. Peebles는 나중에 그의 멘토 인 Robert Dicke를 회상했다. 그는“이론에 대해 생각하지 않는 이유”라고 Peebles는 말했다. "그리고 나는 그 이후로 그렇게 해왔다."
Peebles는 CMB에서 우주의 기원과 내용에 대한 정보를 괴롭 혔으며 이론적 우주론을 새롭고 엄격한 시대로 이끌었습니다. 1965 년, Penzias와 Wilson의 발견 직후, Peebles, Dicke 및 두 동료는 CMB가 무엇인지, 그것이 빅뱅과 어떻게 관련되는지에 대한 기본 설명을 제시했습니다. 그들은 공간의 확장으로 인해 빛이 처음부터 처음부터 공간을 통해 전파되었으며 시간이 지남에 따라 성장하고 시간이 지남에 따라 덜 활력이 있다고 주장했다. 오늘날이 광자들의 에너지에서, 그들은 섭씨 100 억 학위 초기의 초기 온도를 추론 할 수 있습니다.
그 뜨거운 초기 시대에서, 한 쌍의 전자와 중성미자 쌍이 자발적으로 구체화되어 양성자와 중성자의 합성을 초래하고,이 양성자와 중성자가 함께 모여서 원자 핵의 생성으로 이어질 것입니다. 1966 년, Peebles는이 과정에서 생성 될 다른 동위 원소의 풍부함을 빅뱅 핵 합성으로 알려진 세부적으로 계산했습니다.
그는 CMB의 온도로부터 중성자 및 양성자의 원시 밀도를 추론함으로써 중수소, 헬륨 -3 및 헬륨 -4의 상대적인 양을 계산했다. 그러나이 CMB 기반 추정치는 천문학 자들이 오늘날 우주에서 관찰 한 것과 달랐습니다. 불일치는 중요한 성분이 누락되었을 수 있음을 나타냅니다. CMB의 이론과 관찰이 개선되면서 Peebles와 다른 이론가들은 중력을 통해서도 쉽게 상호 작용하지 않은 다른 종류의 물질의 양성자와 중성자의 초기 밀도 옆에있는 다른 종류의 물질 옆에 있다고 확신했다.
.나중에 1970 년대에 Peebles는 우주 구조 형성 이론을 개척했는데, 이는 CMB에서 볼 수있는 미묘한 핫스팟과 차가운 반점이 현재의 우주에서 은하계로 진화하고 공극으로 진화 한 방법을 설명했습니다. 그는 계속해서 우주 인플레이션 이론, 빅뱅 (Big Bang)이 시작될 때 지수 확장 기간 인 암흑 에너지에 대한 우리의 이해를 높이는 것, 즉 공간 자체를 주입하는 반발 에너지에 큰 기여를했다.
.프린스턴의 Peebles 동료 인 Paul Steinhardt는“Jim은 현장의 진정한 거인 중 하나입니다. "그의 작품은 뜨거운 우주에 대한 우리의 이해를 정 성적에서 정확한 것으로 바꾸고, 암흑 물질의 존재를 드러 냈으며, 남아있는 퍼즐을 지적했다."
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올해의 Physics Prize의 절반은 Peebles의 우주에 대한 대규모 질문에 대한 작품을 존중했지만, 나머지 절반은 우주 내에서 우리 자신의 자리에 대한 우리의 이해를 변화시킨 연구원들에게 갔다.
1995 년에 천문학 자들은 이미 멀리 떨어진 별 주위에서 행성을 찾는 데 많은 결실이없는 해를 보냈습니다. 발견에 대한 전망은 어두워 보였다. 행성은 희미하고 별이 밝기 때문에 연구자들은 Starlight를 사용하여 근처에 숨겨진 행성을 드러내는 방법을 찾아야했습니다.
그들이 정착 한 방법은 별 자체에 대한 지구의 추정 당기기를 사용하는 것을 목표로했습니다. 행성이 별을 공전한다면, 둘 다 공통의 무게 중심을 돌릴 것입니다. 별은 행성보다 훨씬 더 거대하기 때문에이 무게 중심은 별의 중심에 매우 가깝기 때문에 별은 조금만 움직여야합니다. 그러나 아마도 약간 충분할 것입니다.
관찰자 들이이 별의 궤도 가장자리를 켜면, 행성이 멀리 떨어진 곳에있는 것처럼 그들을 향해 움직이는 것을 보게 될 것입니다. 구급차 사이렌의 피치가 접근에서 더 높아지고 멀리 떨어져있을 때 더 낮아지는 것처럼, 별의 빛은 공간에서 앞뒤로 움직일 때 더 높은 주파수로 이동해야합니다.
그러나 그러한 미묘한 변화를 측정 할 수 있을지 아무도 몰랐습니다. 먼 외계인 문명이 우리 자신의 태양을 이런 식으로 보면서 목성의 존재를 감지하고 싶다면, 12 년 동안 초당 13 미터 단위의 속도의 차이는 1 년 동안 뻗어있는 데 걸리는 시간의 양이 1 년 동안 뻗어 있습니다.
.검색 속도를 높이는 데 도움이되는 한 가지 방법은 한 번에 많은 별을 자세히 살펴 보는 것이 었습니다. 이를 염두에두고 시장과 Queloz는 새로운 유형의 분광기를 만들었습니다. 별에서 나오는 빛의 주파수를 정확하게 측정하는 데 사용되는 장치입니다. Elodie라고 불리는이 새로운 분광기는 142 개의 별에서 나오는 빛을 동시에 측정 할 수있었습니다. 그것을 사용하여, 그들은 별자리 페가수스의 햇볕에 쬐는 별인 스타 51 페가시에서 오는 빛의 주기적 변화를 감지했습니다. 이 기간의 길이, 그리고 추정 된 행성이 호스트 스타 주위에 돌리기가 걸리는 시간은 예상보다 훨씬 적은 4 일이었다. 그러나 짧은 기간으로 인해 많은주기를 관찰 할 수 있었고, 다른 천문학 자들은 비교적 짧은 순서로 발견을 확인할 수있었습니다.
그 결과는 우주에 대한 이전에 숨겨진 차원을 보여 주었다. 시장과 Queloz는 우리 태양계가 독특하지 않으며 다른 행성 시스템이 발견되기를 기다리고 있음을 보여주었습니다. 매사추세츠 공과 대학 (Massachusetts Institute of Technology)의 천체 물리학 자이자 행성 사냥꾼 인 사라 시거 (Sara Seager)는“시장과 Queloz Discovery는 외계인 분야에서 시작했습니다. "정말 간단합니다."
마음과 돈이 빠르게 수색에 부어졌습니다. Exoplanet-Hunting Space Telescope Corot은 2006 년에 시작되었고 2009 년 Kepler와 2018 년에는 Tess가 시작되었습니다. 그들은 지구와 같은 바위에서 목성의 거인에 이르기까지 다양합니다. 일부는 자신의 분위기를 가지고 있습니다. 다른 사람들은 물이 있습니다. 그들의 숫자와 다양성은 천문학 자들이 행성이 어떻게 만들어 지는지에 대한 규칙을 다시 작성하도록 강요했습니다. 천문학 자들은 이제 행성이 별을 능가하는 것으로 추정합니다.
언뜻보기에 오늘날의 노벨은 두 가지 매우 다른 업적을 존중하는 것 같습니다. Peebles에 대한 수상은 우주의 구조를 전체적으로 탐구하는 일을위한 것입니다. 대조적으로 시장과 Queloz는 근처 별 주변에서 목성과 같은 행성을 발견했습니다. 그러나 이러한 발견은 지난 50 년 동안 발생한 두 가지 심오한 변화를 나타냅니다. 첫 번째는 우리가 어떻게 여기에 도착했는지에 대한 최초의 진정한 과학적이고 정량적 인 이야기의 창조입니다. 두 번째는 우리가 정확히 어디에 있는지에 대한 놀라운 재고입니다.
공개 :Didier Queloz와 Paul Steinhardt는 Simons Foundation으로부터 자금을 받았으며이 편집자 독립 잡지에도 자금을 지원했습니다.
