首页 »

这个物理学诺奖得主,为啥频频感谢一个位于中国贵州的“大坑”

2019/9/22 5:14:52

这个物理学诺奖得主,为啥频频感谢一个位于中国贵州的“大坑”

脉冲星,一种旋转的中子星。“它的质量比太阳还要多40%,但半径却只有10公里,密度非常大,就好比把太阳不断压缩。也正因此,只要有一点点角度,它就会实现高速的旋转。”

 

在今天上午的世界顶尖科学家论坛上,诺贝尔物理学奖得主约瑟夫·泰勒用简单的一句话、一组数据便说清了他60年来的研究重点,台下观众即便没有相关的物理知识储备,也可以轻易理解,频频点头。

 

1968年,刚获得博士学位的泰勒立即投入发现才1年的脉冲星的观测研究。为了搜寻周期更短、距离更远、流量更弱的脉冲星,他筹划了一个技术先进的脉冲星巡天计划,并选定了当时世界上直径最大的阿雷西博射电望远镜,来进行观测处理。

 

这个位于美国波多黎各的阿雷西博射电望远镜建设于上世纪60年代,口径达到305米,远看如同一个大坑。泰勒介绍,这个工程在当时已用上了顶尖技术,周边的大型斜拉索给予设备很好的支撑,围绕望远镜焦点,还做了详细的工程设计,以便可以转动方向,更大范围地进行观测。

图为位于美国波多黎各的阿雷西博射电望远镜

 

执行这一巡天观测的是他的学生赫尔斯,他顺利完成了140平方度天区的观测和资料处理,在当时脉冲星仅有100颗的情况下,一下子增加了40颗,对脉冲星的观测研究有巨大的促进。

 

特别是发现了第一个脉冲双星系统,更使这一次巡天观测成果惊人。根据广义相对论理论推算,这个双星系统的引力辐射很强,将导致它的轨道周期发生变化。只要在观测上能测出这个双星轨道周期的变化,就可以对广义相对论预言的引力波是否存在作出判断。

 

发现这个双星以后,泰勒全力投入到引力波验证的研究,他继续利用阿雷西博射电望远镜进行上千次的观测,最后得到的观测值和广义相对论理论预期值的误差仅为0.4%,以无可争辩的观测事实,证实了引力波的存在。也因此,赫尔斯和泰勒荣获1993年度的诺贝尔物理学奖。

 

“阿雷西博射电望远镜此后又历经几次升级改造。尽管受限于技术,其转动角度始终有约束,但在我们工作期间,它依然立下赫赫功劳”。泰勒话锋一转,“我最想讲的还不是这个”。

 

泰勒说,他的成绩一方面得益于自己博士毕业时那年所处的自由的科研环境,能够让他选择一个真正感兴趣的角度,坚持不懈地钻研。“我希望当下的科学界能给青年学者更多自由度,他们一定也会创造出不同反响的价值。”

 

另一方面,泰勒指出,科学界良好的国际合作也是诺奖级科研成果的重要催生因素。他反复提及位于今天贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中的FAST工程,这个中国拥有自主知识产权、500米口径球面射电望远镜历时22年建造,自2016年9月25日落成启用后,已取代阿雷西博射电望远镜成为全球最大的射电望远镜。

图为位于中国贵州的FAST工程

 

“中国这项科研工程,采用了最新科技,也助力科学家对于脉冲星的研究进入更新的阶段。目前,中国、美国、澳大利亚等多个国家都根据它的观测结果发表了新的研究结论,这无疑是国际合作催生的结果。我们期待未来能有更多良好的国际合作机会。”泰勒说。