奇异的脉冲双星

1993 年 10 月 13 日,瑞典皇家科学院宣布:本年度诺贝尔物理学奖授予现在美国新泽西州普林斯顿大学任教的拉塞尔·赫尔斯和小约瑟夫·泰勒。两人分享 84.5 万美元的奖金。

1993 年 52 岁的泰勒也是美国物理学会及美国天文学会的会员。他的家乡在费城。他在一所家乡学院大学毕业后就读于哈佛大学,并获天文学博士学位。1980 年,他开始在普林斯顿大学任教。

1993 年 42 岁的赫尔斯也是美国物理学会及美国天文学会的会员。他在纽约出生。1975 年,他获得了马萨诸塞理工学院的物理学博士学位。他在该校就读时的指导教师就是当时在这里任教的泰勒。

师生俩一见如故,相交甚深。他们之间有争论,有冲突,更多的是相互尊重,互相学习。他们在餐桌边探讨切磋;他们在实验室内边工作边吃夜宵。学院林荫道上拖着他们长长的身影;图书馆里响着他们翻书的声音。他们长久地、认真地观察着广漠宇宙中浩如烟海的星体。1974 年,他们俩在波多黎各利用大型射电望远镜发现了一颗名为 PSR1913+6 的脉冲星。此脉冲星最大的与众不同之处是它附近有一颗质量接近太阳的另一颗脉冲星。脉冲星是一种天体,能定时地迅速爆发能量,能量形式为电磁波。此前,人们发现的脉冲星总是单个存在的。而赫尔斯和泰勒发现的是一对脉冲双星,它们大约以每秒钟 16 次的速度定时发射电磁波。这对脉冲双星中的每一个质量都和太阳

差不多,并且压缩成直径为 20 千米(有的报道为 10 千米)的极小球体。这样大的质量,这样小的体积,其密度极大,周围形成非常强的引力场。据说, 如果物体在它们之中的一个表面上,这个物体所受的重力是在地球表面上的1000 亿倍,即 1 千克的物体所受重力为 9.8×1011 牛顿。

这一发现是技术与科学发展史上一个重要的里程碑。这对脉冲双星是一个可以“旋转的太空实验室”,提供了引力波存在的间接证据。这是因为爱因斯坦曾预言天体系统通过发射引力波而丧失能量。这正像原子发光,原子的能量减少一样。这一发现的重要性就像泰勒所说:“它使我们能更好地了解宇宙的规律。我的学生发挥了重大作用。”赫尔斯说:“它使我们可以更深刻地研究引力。我的老师起到了指导作用。我要感谢我的老师。”

师生在发现脉冲双星 19 年后同获诺贝尔物理学奖。二人是物理学界闪闪发光的一对双星。