捕捉星光“摇摆” 揭开宇宙面纱

跟随诺奖得主探寻系外行星之谜
青年报 记者 刘昕璐 通讯员 邓晗 陈晨 谢蕴

    迪迪埃·奎洛兹

    青年报记者 刘昕璐 通讯员 邓晗 陈晨 谢蕴

    本报讯 “我的世界是一个充满发现的世界,一个星球的世界。”诺贝尔物理学奖得主、瑞士苏黎世联邦理工学院物理学教授迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz),带领听众开启了一场关于天体物理学的奇妙之旅。11月17日,第十三期“浦江科学大师讲坛”在复旦大学相辉堂举行。奎洛兹以“系外行星革命及其对宇宙生命的影响”为题,与上海市高校及中学师生代表面对面畅谈。他鼓励年轻学子,勇敢追逐自己的梦想,因为“人生在前方,而非在过往”。

    揭示系外行星存在

    为搜寻奠定基础

    1995年,在攻读博士学位期间,奎洛兹与导师米歇尔·马约尔(Michel Mayor)共同发现了首颗太阳系外绕恒星运行的行星。这项发现引发了天文学领域的革命,并推动了系外行星研究这一领域的诞生,从根本上改变了人类对自身在宇宙中地位的认知。

    茫茫夜空中,恒星闪耀夺目,而不发光的行星却暗淡难察。“行星是通过对恒星的观测发现的。”奎洛兹将时间线拉回到30年前,当时的天文学界并未掌握系外行星存在的明确证据,他的研究方向也并非寻找行星,而是测量恒星速度的变化。

    1995年,奎洛兹借助一种特殊的方法——“视向速度法”,在飞马座51这颗恒星的光谱中,捕捉到一种极其微弱的、规律性的“摇摆”。这种摇摆是由一颗围绕其运行的行星的引力导致的,就像跳舞时两个人互相牵引一样。

    神秘的摇摆最终揭示了系外行星的存在,这颗行星被命名为“飞马座51b”,成为人类历史上发现的第一颗围绕太阳系外的恒星运行的行星。这一发现标志着系外行星研究领域的重大突破,并为此后的系外行星搜寻奠定了基础。

    首颗系外行星的发现带来了新的、令人期待的可能。奎洛兹分享,30年以来,他们已经深刻认识到,宇宙中行星的种类浩若烟海,可能是任何尺寸、任何质量、任何结构。

    探寻宇宙生命

    好奇心驱动科学突破

    宇宙中到底还有没有其他生命存在?这个宏大且根本的命题,是奎洛兹近年来深耕的研究方向。

    “除了地球,我们没有证据能够证明宇宙中的其他地方存在生命,但没有证据并不等于证据不存在。”奎洛兹展示了对一些系外行星大气的探测结果,包括二氧化碳和甲烷等关键分子的吸收谱线特征。即使这些分子本身并不等同于生命存在的直接证据,但它们提供了潜在的化学环境线索,使研究者能够推测行星的内部结构,以及是否具备生命形成的重要前置条件。

    在奎洛兹看来,随着物理学的发展,我们正在慢慢逼近这些问题的最终答案。“其实,生命就是从一开始被写入宇宙基因之中的某一个地方,并在某一个时间点上出现的现象。”

    奎洛兹认为,科学的魅力就在于,我们不知道。它可能明天就发生,也可能需要五十年。但有一点是肯定的,它一定会发生。在他看来,正是人类的好奇心与持续探索,才让这些关于生命的终极追问不断向前推进。

    “您为何选择了天体物理学作为自己的研究领域?”面对现场学生提问,奎洛兹分享,他一开始并不知道自己喜欢什么。只因高中时,物理和数学都学得不错,他在大学很自然地选择了物理学。而选择天体物理学研究,则主要是因为他是个热爱户外运动的人。“做粒子物理学就要一直待在实验室里,见不到阳光。做天文研究还可以经常爬山。”他笑着坦言。

    当年,奎洛兹在博士生阶段发现了第一颗系外行星,令整个天文学界震动。有听众好奇,为何他在如此年轻的时候就有此成就。奎洛兹分享,对科学的好奇心是他前进的最大动力。“如果你拥有强烈的热情,那么你在工作中更可能取得成功。”他鼓励年轻学子,勇敢追逐自己的梦想,因为“人生在前方,而非在过往”。

2025年11月19日