2000年至今年,物理学上的重大突破有哪些?
2000年至今,物理学的重大突破不胜枚举,甚至佶屈聱牙的引力波、黑洞探测等物理命题也逐渐成为人们茶余饭后的谈资,下面只摘述一些物理学中对后世影响深远的重大突破,排名不分先后。
2012年:阿兰-古斯与宇宙膨胀理论
Alan Harvey Guth(阿兰·古斯)生于1947年,著名美国理论物理学家、宇宙学家。
1978年,在康奈尔大学,古斯走出了宇宙膨胀理论的第一步。当时他参加了罗伯特·迪克关于宇宙平坦性问题的讲座。迪克解释了平坦度问题是如何表明当时“宇宙大爆炸理论”中所缺少的重要东西。宇宙的命运取决于它的密度。如果宇宙的密度足够大,它就会坍缩成一个奇点,如果宇宙中物质的实际密度低于临界密度,宇宙就会变得越来越大。
1979年,史蒂文·温伯格(Steven Weinberg)谈到的大统一理论(GUT)又给古斯带来了灵感。该理论自1974年以来一直发展至今,解释了宇宙中大量的物质与反物质的数量之间的关系。除了重力,该理论在直觉上解释了所有科学上已知的基本力。它确定了在极端热条件下,如大爆炸之后,电磁、强核力和弱核力会联合起来形成一个力。温伯格也强调了宇宙经历相变的观点,并强调关于为什么物质在反物质中占主导地位的讨论表明,通过研究宇宙的最初几秒钟,就可以得到关于粒子的精确计算。
古斯决定解决这个问题,并在1980年1月的SLAC研讨会上首次公布了他对宇宙膨胀理论的看法,即:古斯假定如果宇宙过冷却比相变所需的临界温度低28个数量级,则可以解释宇宙的膨胀。
2012年,该理论获得了物理学大奖:基础物理学突破奖。
2016年:引力波的踪迹首次直接观测引力波是在2015年9月14日,并于2016年2月11日由LIGO和Virgo团队合作宣布。
以前,引力波只能通过它们对双星系统中脉冲星时间的影响间接推断出来。而这两个LIGO天文台探测到的波形,与广义相对论的预测相吻合。广义相对论预测,一个引力波来自于一对质量分别为36和29倍太阳质量的黑洞的向内螺旋和合并,以及随后产生的一个信号,该信号被命名为GW150914。这是对双黑洞合并的第一次观察,既证明了双恒星质量黑洞系统的存在,也证明了这种合并可能发生在当前宇宙时代的事实。
2018年:约瑟琳·贝尔·伯奈尔与脉冲星的发现脉冲星是高度磁化的旋转中子星,其发射电磁辐射束。只有当发射光束指向地球时才能观察到这种辐射。中子星非常致密,并且具有短的,规则的旋转周期。这在脉冲之间产生非常精确的间隔,对于单个脉冲星,其脉冲的范围从毫秒到秒。脉冲星被认为是超高能宇宙射线源的候选者之一。
约瑟琳·贝尔·伯奈尔在1967年,她作为一名研究生共同发现了第一颗射电脉冲星。脉冲星的发现被誉为“20世纪最重要的科学成就之一” 。这一发现同时得到了1974年诺贝尔物理学奖的认可,但尽管她是第一个观察脉冲星的人,但并不是诺贝尔奖项的获奖者之一。
2018年,约瑟琳·贝尔·伯奈尔因脉冲星的发现获得了基础物理学特别突破奖。但是她捐赠了230万英镑的全部奖金,用于帮助女性,少数民族和难民学生成为物理学领域的研究人员。
结论物理学领域的重大发现不胜枚举,在此列出一些以供参考,希望我的回答对您能有帮助,欢迎关注。
基础理论物理上世纪60年代以后没有突破了。