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天津北方网讯:作为第十三届中国科协年会系列活动之一,昨天下午,2006年诺贝尔奖得主乔治·斯穆特亲临南开中学“公能讲坛”,为中学生们带来了一场精彩的《宇宙的诞生与演变》的讲座,66岁的乔治·斯穆特从星空图入手,深入浅出地描绘了宇宙的成型过程,展示了人类对太空探索的最新成果。南开学子也就宇宙大爆炸、宇宙的起源规律以及地球和宇宙的关系与大师进行了互动。
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乔治·斯穆特(George Fitzgerald Smoot III,生于1945年2月20日),美国伯克利加州大学物理学教授,天体物理学家、宇宙学家。乔治·斯穆特和约翰·马瑟因“发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性”而分享了2006年诺贝尔物理学奖。他使用COBE(Cosmic Background Explorer宇宙背景探测)卫星的工作,有助于巩固宇宙大霹雳理论。据诺贝尔奖委员会的记载,“此COBE计划,堪称是宇宙学步入精确科学的一个起点”。摄影新报记者刘耀辉
昨天下午,南开中学的礼堂里座无虚席,学生们都自备了笔记本、录音笔等待着大师的报告。乔治·斯穆特刚一上台就用自己携带的苹果笔记本为所有同学播放电影《第三类接触》的片段,影片中关于各种行星的分布及运行状态立即引起了同学们的兴趣。随后斯穆特又为同学们展示了一张哈勃望远镜抓取的最远星空图,他说:“这张图片显示的是宇宙的一个角度,我们对宇宙的观测只能通过不同方位的观测来获知,不能像走进月球一样去直接触摸。那么如此空荡的宇宙,我们怎么去观测呢?”斯穆特又点开了一幅动画,屏幕上立刻展示出了星系在宇宙中的存在形态与位置。“这是模拟的图片,实际上宇宙中的星系至少有一千亿个。”斯穆特说,宇宙诞生于距今约137亿年前的一次大爆炸,“碎片”小微粒聚集成大团的物质,最终形成星系,星系与星系间相互碰撞就为恒星的形成提供了条件。
斯穆特告诉同学们,他是专门研究宇宙形成的,就好比探索胚胎如何变成人类,一滴水如何形成大海。20多年来,人们研究宇宙的形成共经历了3种不同的卫星:1990年,人们使用的是COBE,但它的角分辨率只有7度,到2000年,人们又使用了WMAP,它的角分辨率已经达到了13分,2009年,人们又使用了PLANCK,它可以精确拍摄到三个月之前的图片。斯穆特还将他参与的宇宙背景辐射探索卫星试验的成果带到了现场,一张张红绿杂糅的辐射光谱图片,仿佛宇宙的“胎照”一般,正是凭借这些辐射光谱图片,斯穆特将宇宙学带入“精确研究”时代。
谈起何时与天体物理学结缘,斯穆特说:“我的母亲是一位教授科学的教师,我的父亲是个从事水文工作的学者。所以我从小就一直在这种环境下长大,有很多机会能接触到科学知识,我在很小的时候就对天文非常感兴趣了,看了很多书、查了很多资料。但是我对天体物理的兴趣是从我的研究生时期开始的,那时我正在研究高能物理。”斯穆特闲暇时和普通人一样,喜欢旅游、园艺、装饰房间和散步,很耐人寻味的是,他的很多研究成果的灵感都是从散步中获得的。
40分钟的精彩报告会后,乔治·斯穆特主动邀请南开学子向自己提问,大师还调皮地站起身来,右手放在额头上作眺望状,希望在礼堂楼上听演讲的同学也能和自己互动。同学们受到了大师的感染,都把自己精心准备的宇宙学问题用流利的英文向斯穆特发问,斯穆特也一一为学生们作出解答。
学生对话大师
学生:您怎么看待宇宙大爆炸?
乔治·斯穆特:宇宙大爆炸以前发生了什么我并不知道,因为目前并没有直接的证据证明,但是我认为宇宙大爆炸可能有两个方式,一是突然发生的,没有明显的过程;二是像小种子长成大树一样,膨胀产生的。
学生:您为什么会选择研究宇宙的起源,在我看来这缺乏艺术性?
乔治·斯穆特:不知道你在看了《第三类接触》后有什么感触,能不能帮助你理解你的人生的意义何在?研究宇宙学,能够使你知道你从哪儿来,对于宇宙而言,每个人都很渺小。
学生:能不能简单介绍一下让您获得诺贝尔奖的“微波背景辐射”理论?
乔治·斯穆特:微波背景辐射是宇宙大爆炸之后的遗留能量,它均匀分布在整个宇宙空间。大爆炸后的宇宙慢慢地开始冷却。但温度并没有完全消失,它较早发出的辐射,还带有很明显的温度信号。我们制造卫星并且送上宇宙空间,接受这些信号来分析、验证大爆炸理论。很多年前有人开始对地球进行认识,并且描绘了世界地图,或许在将来,我们也可以描绘出关于宇宙空间的“地图”,这不是不可能的。记者朱丹