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天文史上的惊喜:女博士那年的发现刚刚获300万美元科学大奖

撰文 | 赵亚杰
责编 | 李晓明
2018年9月6日,科学突破奖基础物理特别奖授予了现就职于牛津大学以及邓迪大学的约瑟琳·贝尔·伯奈尔教授,奖金为300万美元,以表彰她1967年探测到了来自于快速旋转的超密集中子星的无线电信号,以及她一生中在科学界中所展现的非凡领导力。
►约瑟琳·贝尔·伯奈尔
 
贝尔·伯奈尔教授将出席于2018年11月4日在旧金山举行的2019年科学突破奖颁奖典礼,与本年度的基础物理奖、生命科学奖、数学奖以及新视野奖得主一同接受奖项。
 
当得知自己获奖的消息后,贝尔·伯奈尔教授表示:“我必须承认我竟不知道说些什么。这样的事情在我最疯狂的梦中都没有发生过,真的让我大吃一惊。” 与此同时,她已经决定将这300万美元奖金捐给英国物理学会为那些在物理领域被忽视的人提供博士奖学金。
 
“贝尔·伯奈尔教授完全值得这一肯定。她的好奇心、勤奋的工作以及严谨的分析揭开了那些宇宙中最有趣也最神秘的事物的面纱。”科学突破奖创始人之一的尤里·米尔纳这样评价她。
 
 
五十年前,当时就读于剑桥大学还是研究生的约瑟琳·贝尔·伯奈尔和她的博士导师安东尼·休伊什一起进行研究。当她分析由自己组装的一种新的射电望远镜的数据时,发现了一个意外的信号——一种规律的射电脉冲。凭借着她的洞察力以及坚持不懈的态度,她分析出了信号的特征并表明这是一种来自于太空的信号。这一信号,正是来自于后被称为“脉冲星”的天体。
 
 
脉冲星是一种高度磁化且快速旋转的超密星,即物理学家曾经预言的超级质密的中子星。他们的发现是天文史上最大的惊喜之一,以一种戏剧性的方式将科幻小说变成了现实。后来通过研究脉冲星而得出的许多结论,都是对于爱因斯坦相对论的有力检验,并且为宇宙中重元素的起源提供了新的解释。最近最广为人知的科学事件——引力波的发现,也少不了脉冲星的身影,两颗中子星(脉冲星)的碰撞聚合被LIGO的引力波探测到,并且在许多其他的天文台也观测到了其产生电磁波信号,从而验证了引力波的存在。
 
当脉冲星快速旋转时,他们会发出无线电波、可见光、X射线或伽马射线,犹如灯塔光束扫过天空。这些脉冲的规律性使脉冲星就像一个精确到千万亿分之一的自然时钟,这意味着今天活跃的脉冲星自恐龙时代起仅减慢了大约一秒钟。由于这些特性,脉冲星帮助天体物理学家绘制了我们所在的星系和可见宇宙。
 
凭借着这一发现,贝尔的导师安东尼·休伊什与马丁·赖尔被共同授予了1974年诺贝尔物理学奖。虽然约瑟琳·贝尔·伯奈尔在脉冲星的发现过程中有着不可或缺的贡献、并且在发现脉冲星的论文作者中排名第二,但是竟然无缘诺贝尔物理学奖。
 
“约瑟琳·贝尔·伯奈尔对于脉冲星的发现将永远成为天文史上最伟大的惊喜之一,”评审委员会主席爱德华·威腾这样评价贝尔·伯奈尔教授的发现。“直到那一刻,如果中子星真的存在的话,没有人有任何关于如何观测到中子星的想法。突然间,大自然提供了一种难以置信的来探测他们精准的方法,而这直接促成了之后的许多进步。”
 
半个世纪以来, 贝尔·伯奈尔一直投身于天文事业之中,在不同的研究机构教授课程并且担任领导职务,比如她是位于夏威夷的James Clerk Maxwell望远镜的项目负责人。她也是科学、教育以及STEM课程坚定不移的拥护者,她曾经担任过皇家天文协会主席,她同时也是英国物理学会和苏格兰皇家学会第一位女性主席,并且参与发起了旨在提高女性在学术界地位的“雅典娜天鹅计划(Athena Swanprogramme)” 。她目前还是牛津大学天体物理学的客座教授同时也是邓迪大学的校长。
 
不同于科学突破奖基础物理奖每年定期颁发一次且主要关注最近的科学发现,科学突破基础物理特别奖可以在任何时候颁发,以表彰那些人类历史上的非凡科学成就。此前获得这一奖项的科学家包括史蒂芬·霍金,七位来自于CERN发现希格斯·玻色子的科学家,以及参与到LIGO之中为探测到引力波而做出贡献的所有科学家。
 
科学突破奖的奖金由谷歌公司创始人之一谢尔盖·布林、Facebook创始人马克·扎克伯格及其妻子,腾讯创始人马化腾,俄罗斯互联网投资公司DST创始人尤里·米尔纳及其妻子,物理学家安妮·沃西基共同赞助,是全球奖金最高的科学奖项。今年也是科学突破奖颁发的第七个年头,这一奖项旨在表彰世界最顶级的科学家,奖项包括生命科学奖(每年最多四名获奖者),基础物理奖(每年一位获奖者)以及数学奖(每年一位获奖者),每个奖项奖金为300万美元。此外,还有最多三名“新视野物理奖”得主以及最多三名“新视野数学奖”得主。获奖人将出席全球直播的颁奖仪式以庆祝他们的成就并启迪下一代科学家。中国物理学家王贻芳曾获得过2016年的基础物理奖,青年数学家恽之伟与张伟曾获得过2018年的“新视野数学奖”。
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