没有他们宇宙可能还被神秘主义笼罩着

钱江晚报（记者 章咪佳）

哲学家罗素说，他理解的“哲学”，是“某种介于神学和科学之间的东西”。他说：“一切确切的知识，都属于科学；一切涉及超乎确切知识之外的教条，属于神学。而两者之间，一片受到双方攻击的无人之域，是哲学。”

那么，昨天下午颁出的2019诺贝尔物理学奖，我们或许可以从这样一个角度理解：

如果没有获奖者——詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles）、米歇尔·马约尔（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛斯（Didier Queloz）师徒的工作，我们对于宇宙、系外行星的认知，依然只能更多地从神秘主义、神学、哲学的角度来进行探索。

他们是科学家，他们只相信那些经过实验或观测证实的东西，因此，他们选择的也是一条沉重乏味的道路。

2019年诺贝尔物理学奖，奖励了这些几十年如一日研究的科学家。奖项的一半，授予詹姆斯·皮布尔斯关于“物理宇宙学的理论发现”；另一半奖项，授予米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛斯“发现了围绕太阳型恒星运行的系外行星”。

谢耳朵眼里无比美好的暗物质

是获奖者的理论成果之一

今年84岁的詹姆斯·皮布尔斯教授，一生着眼于拥有数十亿个星系和星系团的宇宙，在天体物理学界，他是祖师爷级别的。皮布尔斯的理论框架经过20多年的发展，成为我们从大爆炸到宇宙结构和历史新理解的基础，他将高度猜测性的领域，转变为精密科学。

昨天，诺奖委员会科学家在现场用一杯咖啡作了解读：“让我们把宇宙比作一杯咖啡，这里大部分是咖啡，就是暗能量；然后我开始加奶油，这是暗物质，然后再加入一点点砂糖，这是普通物质。”

暗物质占据着宇宙实物总量的80%，这意味着它实际上主导了宇宙中的结构形成。在有普通物质的地方，总有暗物质伴随，在银河系中运动的地球，也有可能捕获到暗物质。

不少人对暗物质并不陌生，因为在美剧《生活大爆炸》中，它是“谢耳朵”的“真爱”，甚至在最后一季，“谢耳朵”和女友Amy去结婚登记时，还重重cue到了暗物质——我能找到你简直就是奇迹了，这就好比找到暗物质。

其实在科学界，科学家对暗物质的认知，在很长一段时间处于迷茫状态，甚至到上世纪70年代末，仍有很多人不相信暗物质的存在。

在20世纪80年代，皮布尔斯教授描述了一类被称作“冷暗物质”的模型。这一类暗物质粒子在宇宙早期相对于光速，运动得非常缓慢，因此被称作是“冷”的。

在这类暗物质主导的宇宙中，最先形成的结构是质量非常低的暗物质小团块，这些团块通过合并吸积周围的暗物质增长，普通物质会沉积在暗物质团块的中心，直到恒星点燃，星系形成。

最后说回那杯咖啡。借助皮布尔斯教授的贡献，我们正在搞清楚自己在宇宙中的位置，“奶油与咖啡交融，画出条纹般精致的复杂结构。我们，就是宇宙咖啡杯里的漩涡。”

哎，你是不是也和我一样，打着哈欠烧着脑，边刷诺奖边喝掉了一杯咖啡，然后被吓一跳，我这是毁灭一个平行宇宙了？

靠着这对瑞士师徒的发现

20年里找到近四千颗系外行星

人类很早就在想，宇宙中有没有类似的生命。那么，人们需要先找到一颗宜居的系外行星。

系外行星极其难找——行星本身不会发光，只能反射恒星的光芒，就算反射，也肯定会被笼罩在它所环绕的恒星的光芒中，根本无法被地球上的望远镜所看到。

三四百年里，这项事业毫无进展。但在20世纪90年代，来自瑞士的师徒马约尔和奎洛斯横空出世，用相当有力的证据，证明了系外行星的科学存在，被当时的《纽约时报》称为“新世界的发现者”，可与哥伦布发现美洲大陆相提并论。

他们是如何做到的？方法是径向速度法。

在昨天的发布会上，诺奖委员会物理学会的秘书长打了个比方：“就好比火车驶入和驶出车站时，声音是不一样的。”

如果一颗恒星的周围真的存在一颗行星，这对恒星和行星就会构成一个彼此绕转的两体系统。

就好像你身边有一个比你重许多的家伙，你邀请TA和你一起转圈圈——你旋转着，会发现因为TA块头比你大，转幅就比你小，看上去，你就像那颗系外行星；而TA象征那颗恒星。

这样一对天体在彼此旋转时，地球是有办法感知的——

当行星离地球远去时，恒星就会略微地靠近地球，此时恒星发出的光就会发生轻微的偏蓝；反之，当行星向地球飞来时，恒星就会略微地远离地球，此时恒星发出的光就会发生轻微的偏红。

这就是这对师徒坐实系外行星存在的依据：如果发现一颗恒星的光谱出现了周期性的蓝移和红移交替的现象，就可以断定这颗恒星拥有一颗行星。这就是径向速度法。

1995年底，马约尔和奎洛斯就用这套理论和一台新型光谱仪，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，追随着马约尔和奎洛斯的足迹，天文学家们发现了将近4000颗系外行星。