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聞名于世的“諾貝爾獎(jiǎng)”,每年一次授予在物理學(xué)、化學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué),以及一些人文領(lǐng)域做出卓越貢獻(xiàn)的人,至今已有100多年的歷史。然而,諾貝爾并沒(méi)有設(shè)立專門的天文學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng),這導(dǎo)致了20世紀(jì)前70年天文學(xué)的成就與諾貝爾獎(jiǎng)無(wú)緣。由于天體物理學(xué)的發(fā)展,特別是天文觀測(cè)所發(fā)現(xiàn)的許多物理特性和物理過(guò)程是地面上的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,宇宙及各種天體已成為物理學(xué)的超級(jí)實(shí)驗(yàn)室。天體物理學(xué)的一些突出成果有力地推進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展,這樣,天文學(xué)成就獲得“諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)”就成為很自然的事了。
諾貝爾獎(jiǎng)與天文學(xué)的尷尬
諾貝爾獎(jiǎng)是以瑞典著名化學(xué)家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾(Alfred Bemhard Nobel,1833年10月21日~1896年12月10日)的部分遺產(chǎn)作為基金創(chuàng)立的。諾貝爾獎(jiǎng)包括金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?、證書和獎(jiǎng)金支票。諾貝爾在他的遺囑中提出,將部分遺產(chǎn)(920萬(wàn)美元)作為基金,以其利息分設(shè)物理、化學(xué)、生理或醫(yī)學(xué)、文學(xué)及和平5種獎(jiǎng)金,授予世界各國(guó)在這些領(lǐng)域內(nèi)對(duì)人類做出重大貢獻(xiàn)的學(xué)者。1968年,瑞典中央銀行于建行300周年之際,提供資金增設(shè)諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng),并于1969年開始與其它5種獎(jiǎng)同時(shí)頒發(fā)。諾貝爾獎(jiǎng)還有一個(gè)規(guī)定,即只有先前的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)委員、特別指定的大學(xué)教授、諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)特邀教授才有資格推薦獲獎(jiǎng)的候選人。
由于沒(méi)有設(shè)立諾貝爾天文學(xué)獎(jiǎng),在很多年里,天文學(xué)家既沒(méi)有推薦權(quán),也不會(huì)被人推薦。在這個(gè)世界公認(rèn)的科學(xué)界最高獎(jiǎng)面前,天文學(xué)和天文學(xué)家的處境不免有些尷尬。
天文學(xué)與物理學(xué)相互促進(jìn)
天文學(xué)是研究地球之外天體和宇宙整體的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和演化的科學(xué),物理學(xué)是研究物質(zhì)世界基本規(guī)律的科學(xué)。研究各種物質(zhì)形態(tài)都會(huì)形成相應(yīng)的物理學(xué)分支,其中包括研究天體形態(tài)和特性的天體物理學(xué)。很顯然,天文學(xué)與物理學(xué)的關(guān)系十分密切,相互關(guān)聯(lián),密不可分。天文學(xué)成就可以歸入諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的范圍是在情理之中的,但是要使這個(gè)道理得到公認(rèn)很不容易,花費(fèi)了好幾十年的時(shí)間。
20世紀(jì)初,物理學(xué)家根據(jù)物理學(xué)規(guī)律提出了許多天文學(xué)預(yù)言:如廣義相對(duì)論預(yù)言星光在太陽(yáng)引力場(chǎng)中的彎曲、水星近日點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和引力場(chǎng)中的光譜紅移現(xiàn)象;預(yù)言中子星、微波背景輻射、星際分子和黑洞的存在等。這些預(yù)言在證實(shí)的過(guò)程中曾走過(guò)艱難的歷程甚至彎路,這些偉大的預(yù)言推動(dòng)著天文學(xué)家和物理學(xué)家們?yōu)橹畩^斗,并且發(fā)展了一個(gè)個(gè)新的分支學(xué)科。
天文觀測(cè)為物理學(xué)基本理論提供了認(rèn)識(shí)地球上實(shí)驗(yàn)室無(wú)法得到的物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的條件。開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三定律以后,牛頓為解釋這些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律才導(dǎo)出萬(wàn)有引力定律,而在地球上的物理實(shí)驗(yàn)室中是總結(jié)不出萬(wàn)有引力定律的。此后,從對(duì)太陽(yáng)及恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和能量來(lái)源的研究中獲得了熱核聚變反應(yīng)的概念;對(duì)星云譜線的分析提供了原子禁線理論的線索;從恒星演化理論發(fā)展出了元素形成理論。天文學(xué)觀測(cè)的新發(fā)現(xiàn)也給物理學(xué)以巨大的刺激和桃戰(zhàn):中子星的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了致密態(tài)物理學(xué)的發(fā)展,而類星體、星系核、Y射線暴等現(xiàn)象的能量來(lái)源迄今還很難從現(xiàn)有的物理學(xué)規(guī)律中找到答案。
隨著物理學(xué)的發(fā)展,物理學(xué)家必然要把宇宙及各種天體作為物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)室。物理學(xué)家涉足天文學(xué)領(lǐng)域的研究成為一種必然。而天文學(xué)家也會(huì)密切地注視著物理學(xué)的發(fā)展,以期用物理學(xué)原理來(lái)解釋宇宙的過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)。
一批歷史性天文學(xué)成就無(wú)緣諾貝爾獎(jiǎng)
在1901年開始頒發(fā)諾貝爾獎(jiǎng)以后,天文學(xué)上有很多重大的發(fā)現(xiàn),其科學(xué)價(jià)值可與獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的一些項(xiàng)目媲美。1912年,美國(guó)女天文學(xué)家勒維特(Henrietta Swan Leavitt)發(fā)現(xiàn)造父變星的周光關(guān)系,從而得出一種估計(jì)天體距離的方法,這直接導(dǎo)致了河外星系的發(fā)現(xiàn);1911年~1913年,丹麥天文學(xué)家赫茨普龍(Ejnar Hertzsprung)和美國(guó)天文學(xué)家羅素(Henry Norris Russell)各自獨(dú)立地得到了恒星光度和光譜型的關(guān)系圖,即赫羅圖,赫羅圖在恒星起源和演化的研究中起到了舉足輕重的作用;1918年,美國(guó)天文學(xué)家沙普利(Harlow Shapley)發(fā)現(xiàn)銀河系中心在人馬座方向,糾正了太陽(yáng)是銀河系中心的錯(cuò)誤看法;1924年,美國(guó)天文學(xué)家哈勃(Edwin P.Hubble)確認(rèn)“仙女座大星云”是銀河系之外的恒星系統(tǒng),繼而在1929年發(fā)現(xiàn)了著名的哈勃定律,證明宇宙在膨脹;1926年,英國(guó)天文學(xué)家愛丁頓(ArthurStanley Eddington)出版專著《恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)》,這本書成為恒星結(jié)構(gòu)理論的經(jīng)典著作。然而,這些成果無(wú)一例外地被諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)拒之門外。
就像1927年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威爾遜發(fā)明的云霧室成為研究微觀粒子的重要儀器一樣,望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展使我們能夠觀測(cè)到更遙遠(yuǎn)、更暗弱的天體及天體現(xiàn)象。但是沒(méi)有一項(xiàng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的成就獲獎(jiǎng)。其中如美國(guó)天文學(xué)家海爾(Alan Hale)研制的口徑1.53米、2.54米和5.08米三架大型反射望遠(yuǎn)鏡,1930年施密特研制的折反射望遠(yuǎn)鏡,以及20世紀(jì)90年代研制完成的10米口徑凱克Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)望遠(yuǎn)鏡等,它們都代表了天文學(xué)觀測(cè)手段的歷史性成就。獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的與天文相關(guān)的課題
隨著物理學(xué)的發(fā)展,物理學(xué)家必然要把宇宙及各種天體作為物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)室。在宇宙中所發(fā)生的物理過(guò)程比地球上所能發(fā)生的多得多,條件往往更為典型或極端。在地球上做不到的物理實(shí)驗(yàn),在宇宙中可以觀測(cè)到。物理學(xué)家涉足天文學(xué)領(lǐng)域的研究成為必然。
赫斯發(fā)現(xiàn)宇宙線191 1年~1912年,奧地利物理學(xué)家赫斯(Victor Francis Hess)用氣球把“電離室”送到距離地面5000多米的高空進(jìn)行大氣導(dǎo)電和電離的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了來(lái)自地球之外的宇宙線。1936年,赫斯因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。實(shí)際上,宇宙線的發(fā)現(xiàn)既是一項(xiàng)物理學(xué)實(shí)驗(yàn),更是天文學(xué)觀測(cè)成果。
貝特提出太陽(yáng)的能源機(jī)制1938年美國(guó)物理學(xué)家貝特(Hans Bethe)研究核反應(yīng)理論的過(guò)程中,提出太陽(yáng)和恒星的能量來(lái)源于核心的氫核聚變所釋放出的巨大能量。1967年,他因此項(xiàng)研究成果獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
湯斯開創(chuàng)分子譜線天文學(xué)美國(guó)物理學(xué)家湯斯(Charles Townes)利用氨分子受激發(fā)射的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子線路放大,研制出了波長(zhǎng)為1,25厘米的氨分子振蕩器,簡(jiǎn)稱為脈澤。他由地球上的“脈澤”聯(lián)想到太空中的分子,預(yù)言星際分子的存在。并計(jì)算出羥基(-OH)、一氧化碳(CO)等17種星際分子譜線頻率。1963年,年輕的博士后巴瑞特觀測(cè)到了預(yù)言中的羥基分子譜線,成為轟動(dòng)全球的20世紀(jì)60年代四大發(fā)現(xiàn)之一。湯斯由此成為分子譜線天文學(xué)的拓荒人和首創(chuàng)者。1964年,他因氨分子振蕩器成功研制而獲該年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),而這項(xiàng)研究的副產(chǎn)品開創(chuàng)了一門新興的天文學(xué)科,其科學(xué)意義不遜于氨分子振蕩器的研制成功。
物理學(xué)家涉足天文學(xué)的研究所取得的成果能夠登上諾貝爾獎(jiǎng)的大雅之堂,那么天文學(xué)家的研究成果,自然也應(yīng)該被諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)容納。
天文學(xué)理論首先與諾貝爾獎(jiǎng)結(jié)緣
天文學(xué)家們密切注視著物理學(xué)的發(fā)展,并在天文學(xué)的研究過(guò)程中發(fā)展了物理學(xué)。瑞典天文學(xué)家阿爾文首先于1970年用他的“太陽(yáng)磁流體力學(xué)”的出色成果叩開了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的大門,接著又有錢德拉塞卡的“恒星結(jié)構(gòu)和演化”和福勒等幾人合作的“恒星演化元素形成理論”的獲獎(jiǎng)。這三項(xiàng)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的理論性很強(qiáng),但都是建立在深入細(xì)致的天文觀測(cè)基礎(chǔ)上的。光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的長(zhǎng)期觀測(cè)提供了極其寶貴的資料,所獲得的統(tǒng)計(jì)規(guī)律給理論研究指明了方向,提供了解決問(wèn)題的線索。這三個(gè)項(xiàng)目也體現(xiàn)了物理學(xué)理論和天文學(xué)最完美的結(jié)合。
首次獲諾貝爾獎(jiǎng)的天文學(xué)家在太陽(yáng)上發(fā)生的一切物理過(guò)程都與磁場(chǎng)和等離子體有關(guān)。磁流體力學(xué)成為太陽(yáng)物理最重要的理論基礎(chǔ)。瑞典的阿爾文(Hannes Alfv6n)是磁流體力學(xué)的奠基人,他首先應(yīng)用這個(gè)理論研究太陽(yáng),因此也稱為太陽(yáng)磁流體力學(xué)。由于這一理論也適用于宇宙中其它天體和星際介質(zhì),因而也就成為宇宙磁流體力學(xué)。阿爾文因?yàn)閷?duì)宇宙磁流體動(dòng)力學(xué)的建立和發(fā)展所做出的卓越貢獻(xiàn)而榮獲1970年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),這是歷史上第一次以天文學(xué)研究成果獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
印度裔美國(guó)天文學(xué)家錢德拉塞卡奮斗終生的成就在錢德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)還是劍橋大學(xué)研究生的時(shí)候,就獲得了“白矮星質(zhì)量上限”這一研究成果。這一成果意味著超過(guò)白矮星質(zhì)量極限的老年恒星的演化歸宿可能是密度比白矮星更大的中子星或者黑洞,其意義不同尋常。但由于受到權(quán)威學(xué)者錯(cuò)誤的壓制,這一成果未能得到進(jìn)一步深入研究。在這之后,他仍幾十年如一日地研究恒星結(jié)構(gòu)和演化理論。1983年,他在73歲高齡時(shí)以特別豐碩的成就獲得該年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
B2FH元素形成理論宇宙中存在的各種元素是怎樣來(lái)的?這是個(gè)天文學(xué)家應(yīng)該回答、卻很難回答的問(wèn)題。但是由天文學(xué)家霍伊爾(Fred Hoyle)、伯比奇(G.Geoffrey Burbidge)夫婦和核物理學(xué)家福勒(William Fowler)合作完成的研究課題卻揭示了這個(gè)自然之謎。人們按論文作者姓氏字母順序稱之為B2FH元素形成理論。這篇論文解決了在恒星中產(chǎn)生各種天然元素的難題,被視為經(jīng)典科學(xué)論文。這是天文學(xué)家和核物理學(xué)家合作研究天文學(xué)重大課題的典型例子。
1983年,上述論文的第三作者福勒獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),這個(gè)結(jié)果顯得很不公平,備受質(zhì)疑。福勒的貢獻(xiàn)的確很大,但是另外三位天文學(xué)家的貢獻(xiàn)也不是可有可無(wú)的,特別是霍伊爾作為這個(gè)研究課題的提出者和組織者,其前期的研究已經(jīng)提出“恒星內(nèi)部聚變產(chǎn)生元素”的創(chuàng)新思想,把他排除在諾獎(jiǎng)之外很有些匪夷所思。
射電天文學(xué)成為諾貝爾獎(jiǎng)的搖籃
射電天文學(xué)是20世紀(jì)30年展起來(lái)的天文學(xué)新分支,其特點(diǎn)是利用射電天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天體的無(wú)線電波段的輻射。和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡400多年的歷史相比,它僅有幾十年歷史,但卻很快就步入了鼎盛時(shí)期。20世紀(jì)60年代射電天文學(xué)的“四大發(fā)現(xiàn)”,即脈沖星、星際分子、微波背景輻射、類星體,成為20世紀(jì)中最耀眼的天文學(xué)成就。射電天文已成為重大天文發(fā)現(xiàn)的發(fā)祥地和諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的搖籃。
賴爾的突破物理學(xué)中因發(fā)明新器件而獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的事例屢見不鮮。然而在20世紀(jì)前幾十年當(dāng)中,光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展很快,導(dǎo)致了不少重要的天文發(fā)現(xiàn),但卻沒(méi)有一項(xiàng)得獎(jiǎng)。1974年,英國(guó)劍橋大學(xué)的賴爾(Martin Ryle)教授因發(fā)明綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),這是天文學(xué)家終于實(shí)現(xiàn)因研制天文觀測(cè)設(shè)備而獲諾獎(jiǎng)的突破。射電望遠(yuǎn)鏡開辟了觀測(cè)的新波段,但是剛剛發(fā)展起來(lái)的射電天文十分幼稚,最大的問(wèn)題是空間分辨率很低,且不能給出射電源的圖像。1952年,賴爾提出綜合孔徑望遠(yuǎn)鏡理論,這是一種化整為零的射電望遠(yuǎn)鏡,用兩面或多面小天線進(jìn)行多次觀測(cè)就可以達(dá)到大天線所具有的分辨率和靈敏度。而且,還能得到所觀測(cè)的天區(qū)的射電圖像。1971年,劍橋大學(xué)建成的等效直徑為5千米的綜合孔徑望遠(yuǎn)鏡,其分辨率已和大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡相當(dāng),獲得了一大批射電源的圖像資料。
休伊什和貝爾發(fā)現(xiàn)脈沖星脈沖星的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了中子星的存在。中子星具有和太陽(yáng)相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量,但半徑只有約10千米。因此具有非常高的密度,是一種典型的致密星。中子星還具有超高壓、超高溫、超強(qiáng)磁場(chǎng)和超強(qiáng)輻射的物理特性,成為地球上不可能有的極端物理?xiàng)l件下的空間實(shí)驗(yàn)室。它不僅為天文學(xué)開辟了一個(gè)新的領(lǐng)域,而且對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展也產(chǎn)生了重大影響,導(dǎo)致了致密物質(zhì)物理學(xué)的誕生。英國(guó)劍橋大學(xué)的天文學(xué)教授休伊什(AntonyHewish)和他的研究生喬絲琳·貝爾(Jocelyn BellBurnell)女士一起發(fā)現(xiàn)了脈沖星。休伊什因發(fā)現(xiàn)脈沖星并證認(rèn)其為中子星而榮獲1974年的諾貝爾物理獎(jiǎng)是當(dāng)之無(wú)愧的,但貝爾博士未能和休伊什一起獲得諾貝爾獎(jiǎng)卻是一件憾事,目前天文學(xué)家公認(rèn)她是發(fā)現(xiàn)脈沖星的第一人。
彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射1963年初,彭齊亞斯(Arno Allan Penzias)和威爾遜(Robert Woodrow Wilson)把一臺(tái)衛(wèi)星通訊接收設(shè)備改造為射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行射電天文學(xué)研究。在觀測(cè)過(guò)程中意外發(fā)現(xiàn)了多余的3.5開溫度的輻射。這種輻射被確認(rèn)是宇宙大爆炸時(shí)的輻射殘余,成為宇宙大爆炸理論的重要觀測(cè)證據(jù)。由此,他們獲得了1978年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射,所獲得的黑體譜并不精確,而且他們得到的微波背景輻射的空間分布是各向同性的,這與大爆炸宇宙學(xué)的理論有著明顯的差別。
赫爾斯和泰勒發(fā)現(xiàn)射電脈沖雙星繼1974年休伊什教授因發(fā)現(xiàn)脈沖星而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)之后,1993年美國(guó)普林斯頓大學(xué)的赫爾斯(RussellA.Hulse)和泰勒(Joseph H.Taylor)兩位教授又因發(fā)現(xiàn)射電脈沖雙星而共同獲得該年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),引起了全世界的轟動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn)的脈沖雙星系統(tǒng)之所以重要,不僅因?yàn)槭堑谝粋€(gè),還因?yàn)樗擒壍罊E率很大的雙中子星系統(tǒng),成為驗(yàn)證引力輻射存在的空間實(shí)驗(yàn)室。他們經(jīng)過(guò)近20年堅(jiān)持不懈的努力,上千次的觀測(cè),終于以無(wú)可爭(zhēng)辯的觀測(cè)事實(shí),間接證實(shí)了引力波的存在,開辟了引力波天文學(xué)的新領(lǐng)域。
新世紀(jì)天文觀測(cè)再續(xù)輝煌
觀測(cè)是天文學(xué)研究的主要方法。觀測(cè)手段越多、越好,所能得到的信息就越豐富。進(jìn)入21世紀(jì)僅僅10余年,已有4個(gè)天文項(xiàng)目獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),分別屬于X射線、中微子、射電和光學(xué)觀測(cè)研究領(lǐng)域。
賈科尼創(chuàng)立x射線天文學(xué)
1901年,倫琴(Wilhelm Conrad R6ntgen)因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)X射線榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。時(shí)隔102年,X射線天文學(xué)的創(chuàng)始人里卡爾多·賈科尼(Rieeardo Giaeeoni)又獲諾獎(jiǎng)殊榮。由于地球大氣對(duì)X射線和Y射線的強(qiáng)烈吸收,只能把探測(cè)器送到大氣層外才能接收天體的X射線和Y射線輻射。20世紀(jì)30年代以后,特別是到了90年代,空間探測(cè)的發(fā)展使得X射線天文學(xué)得到了發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了天文學(xué)觀測(cè)研究的又一次飛躍。美國(guó)天文學(xué)家賈科尼由于對(duì)X射線天文學(xué)的突出貢獻(xiàn)榮獲2002年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
賈科尼對(duì)X射線天文學(xué)的貢獻(xiàn)是全面的,瑞典皇家科學(xué)院發(fā)表的新聞公報(bào)把他的貢獻(xiàn)歸納為“發(fā)明了一種可以放置在太空中的探測(cè)器,從而第一次探測(cè)到了太陽(yáng)系以外的X射線源,第一次證實(shí)宇宙中存在著隱蔽的X射線背景輻射,發(fā)現(xiàn)了可能來(lái)自黑洞的X射線,他還主持建造了第一臺(tái)X射線天文望遠(yuǎn)鏡,為觀察宇宙提供了新的手段,為x射線天文學(xué)奠定了基礎(chǔ)”。賈科尼被稱為“X射線天文學(xué)之父”當(dāng)之無(wú)愧。
戴維斯和小柴昌俊發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)中微子中微子是組成自然界的最基本的粒子之一,中微子不帶電,質(zhì)量只有電子的百萬(wàn)分之一,幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生作用,因此極難探測(cè)。理論推測(cè),在太陽(yáng)核心發(fā)生的氫核聚變?yōu)楹さ姆磻?yīng)中,每形成一個(gè)氦原子核就會(huì)釋放出2個(gè)中微子。太陽(yáng)每秒鐘消耗5,6億噸氫,要釋放1.4×1038個(gè)中微子。太陽(yáng)究竟會(huì)不會(huì)發(fā)射如此多的中微子?只能由觀測(cè)來(lái)回答。
美國(guó)物理學(xué)家戴維斯(Raymond Davis)是20世紀(jì)50年代唯一敢于探測(cè)太陽(yáng)中微子的科學(xué)家。他領(lǐng)導(dǎo)研制的中微子氯探測(cè)器,放置在地下深1500米的一個(gè)廢棄金礦里。在30年漫長(zhǎng)的探測(cè)中,他們共發(fā)現(xiàn)了來(lái)自太陽(yáng)的約2000個(gè)中微子,平均每個(gè)月才探測(cè)到幾個(gè)中微子。而日本東京大學(xué)的小柴昌俊(Masatoshi Koshiba)教授創(chuàng)造了另一種中微子探測(cè)器。探測(cè)器放在很深的礦井中,并于1983年開始探測(cè),1996年擴(kuò)建,探測(cè)到了來(lái)自太陽(yáng)的中微子。1987年,在鄰近星系大麥哲倫云中出現(xiàn)了一次超新星爆發(fā)(SNl987A),理論預(yù)測(cè)在超新星爆發(fā)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生數(shù)量驚人的中微子。令人興奮不已的是,他們成功地探測(cè)到了12個(gè)中微子。戴維斯和小柴昌俊因?yàn)槌晒Φ靥綔y(cè)到中微子而榮獲2002年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。