(译自英文原稿)
2025年度邵逸夫天文学奖平均颁予约翰・理察・邦德 (John Richard Bond) 和乔治・艾夫斯塔希欧 (George Efstathiou),以表彰他们在宇宙学方面的开创性工作,尤其是他们对宇宙微波背景辐射涨落的研究。他们的预测已得到大量地面、气球和太空观测仪器的验证,从而精确测定出宇宙的年龄、几何结构和质能含量。约翰・理察・邦德是加拿大理论天体物理研究所教授暨多伦多大学教授。乔治・艾夫斯塔希欧是英国剑桥大学天体物理学教授。
宇宙学在过去二十年间经歷了一场革命,主要得益于对宇宙微波背景辐射 (早期宇宙的遗迹) 温度和偏振场涨落的角功率谱日益精确的测量,尤其是美国国家航空航天局的威尔琴森微波各向异性探测器 (2001–2010) 和欧洲太空总署的普朗克航天器 (2009–2013) 所作的贡献。这些涨落很小 — 背景辐射的强度在所有方向上大致相同,差异不超过0.01%,并且仅有轻微的偏振 — 但足以容许我们一窥宇宙极其年轻时的面貌,对许多基础物理学方面的内容进行检验,揭示暗物质和暗能量的本质,并测量了许多基本宇宙学参数,其精确度是几十年前的宇宙学家无法想像的。
为了描述宇宙微波背景辐射的微细结构,需要先建立一套理论架构,不少科学家对此作出了贡献,邦德和艾夫斯塔希欧强调了宇宙微波背景辐射作为宇宙学探测工具的重要性,并迈出了至关重要的一步,对特定模型中宇宙的歷史及其质量和能量之组成所能揭示的内容进行了精确的预测。现代用于解释实验结果的数值程式几乎完全是基于邦德和艾夫斯塔希欧的物理学理论。后续的实验研究精准地验证了清晰而强有力的理论推测,这是天体物理学中罕见的案例。透过邦德和艾夫斯塔希欧的理论模型对这些实验的解析,揭示可观测宇宙的空间几何结构近乎平坦,并可以得出宇宙的年龄 (精确度达到0.15%)、宇宙膨胀速率 (精确度达到0.5%)、暗能量贡献宇宙临界密度的比例 (精确度优于1%),等等。此外,这些测量结果还有力地制约了关于早期宇宙的理论,这些理论可能提供了所有我们今天所见宇宙结构最初的“种子”,同时也制约了主导宇宙质能含量的暗物质和暗能量的性质。
邦德和艾夫斯塔希欧与实验学家紧密合作。随着仪器日益精密,测量日益准确,将理论预测付诸检验,获取了对宇宙的深入瞭解。
邵逸夫奖亦表彰邦德和艾夫斯塔希欧对宇宙学的其他贡献。邦德和他的合作伙伴提出了“宇宙网”的概念,这是一个由细丝和薄片构成的网络,将单个星系与更大的结构 (如星系团和星系群) 联系起来。他们还建立了一套高斯随机场峰值统计的数学理论,这是我们理解宇宙中星系聚集现象的基础,并为我们理解早期宇宙膨胀阶段产生的原始非高斯性作出了奠基性的贡献。艾夫斯塔希欧一直是研究星系成团和星系演化的领军人物之一,其研究基于规模日益庞大和观测深度不断拓展的星系巡天数据。他早期便倡导宇宙的质能由暗能量所主导,并与合作伙伴共同开发了N体模拟技术,作为研究宇宙大尺度结构的有力工具。此外,他还在普朗克航天器数据分析中担任主导角色。总体而言,他们的研究几乎涉及现代宇宙学每一个范畴,并为标准宇宙学模型的建立作出了基础性的贡献。
邵逸夫天文学奖遴选委员会
2025年5月27日 香港