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约翰·马瑟(John C. Mather,1945年8月7日-),美国天体物理学家。1968年获史瓦斯摩学院物理学学士学位,1974年获加利福尼亚大学伯克利分校物理学博士学位,现任美国国家航空航天局戈达德航天中心高级天体物理学家。 马瑟作为COBE卫星项目首席科学家,其团队1989年实现卫星升空观测,1992年测得宇宙微波背景辐射温度为2.725K,与黑体辐射谱高度吻合。该发现与乔治·斯穆特观测到的微波背景辐射各向异性共同证实宇宙大爆炸理论,二人因此获得2006年诺贝尔物理学奖。马瑟设计的远红外线绝对分光光度计(FIRAS)完成了这一精密测量,其数据被称作宇宙的“婴儿照片”。后续他主导詹姆斯·韦伯空间望远镜研发,担任该项目高级科学家,该望远镜于2021年12月25日发射升空,进入距地球150万公里的“拉格朗日2点”(L2点),预期工作寿命20年。在2022年腾讯科学WE大会中,马瑟介绍了该望远镜的系列观测成果,推动红外观测技术发展。 约翰·马瑟:解码宇宙起源的天体物理巨匠 约翰·克伦威尔·马瑟(John Cromwell Mather)是当代最具影响力的美国天体物理学家之一,以推动宇宙背景探测卫星(COBE)项目及发现宇宙微波背景辐射的黑体形式与各向异性闻名,与乔治·斯穆特共同荣获2006年诺贝尔物理学奖。他的研究为宇宙大爆炸理论提供了决定性证据,将宇宙学推进“精确科学”时代,同时长期引领太空观测技术革新,成为连接基础科研与深空探索的关键推动者。 1946年8月7日,马瑟出生于美国弗吉尼亚州罗阿诺克市,早年深受细菌学家外祖父的科学熏陶,8岁参观美国自然博物馆后,便对天文与宇宙起源产生了浓厚兴趣。1964年从新泽西州牛顿高中毕业后,他考入斯沃斯莫尔学院,1968年以最高荣誉获得物理学学士学位;随后进入加州大学伯克利分校深造,专注于宇宙微波背景辐射测量研究,1974年顺利获得物理学博士学位。博士后阶段,他任职于哥伦比亚大学戈达德太空研究所,在此期间萌生了通过卫星探测宇宙背景辐射的构想,为后续COBE项目埋下伏笔。 1976年,马瑟加入美国国家航空航天局(NASA)戈达德航天中心,正式开启深空探测研究生涯。当时,宇宙微波背景辐射虽已在1965年被发现,但地面观测受干扰严重,无法验证其是否符合大爆炸理论预测的黑体辐射特征。1974年,马瑟率先提出卫星探测方案,随后牵头组建1000余人的国际研究团队,推动COBE项目立项。作为项目核心科学家,他主导设计了远红外线绝对光度计(FIRAS),负责关键的黑体辐射光谱测量工作。 1989年11月18日,COBE卫星成功发射,开启了人类对宇宙早期的精准观测。1990年,马瑟在国际会议上公布了首个观测成果:COBE探测到的宇宙微波背景辐射光谱,与绝对温度2.73K的黑体辐射曲线完美吻合,偏差不超过峰值亮度的0.25%,这是大爆炸理论最直接的观测佐证。后续分析中,团队进一步发现辐射存在十万分之几的微小温度差异(各向异性),这些“宇宙涟漪”正是星系、恒星等天体结构形成的原始种子。著名物理学家霍金评价,这一成果是“20世纪最重要的科学成就之一”。 COBE项目的突破让马瑟荣获2006年诺贝尔物理学奖,评审委员会称赞其“使宇宙学进入精确研究时代”。此后,他并未止步于现有成就,1995年起担任詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)资深项目科学家,主导科学团队建设与观测方案设计,直至2023年卸任。2021年韦伯望远镜成功发射,凭借更先进的红外探测能力,进一步追溯到宇宙诞生初期的星系形成,延续了COBE开启的宇宙探索使命。 除科研突破外,马瑟兼具教育情怀与科学传播担当。他长期担任马里兰大学兼职物理教授,培养了大批天文领域人才,还多次在国际学术会议与公众活动中普及宇宙学知识。其学术生涯斩获无数荣誉,包括美国国家科学院院士、富兰克林研究所本杰明·富兰克林奖等,2007年和2012年两度入选《时代》杂志全球最具影响力人物。 马瑟的科研生涯始终围绕“宇宙起源”这一终极命题,从理论构想到卫星探测,从验证基础理论到推动技术革新,他用严谨的科学精神与团队协作理念,为人类理解宇宙诞生与演化提供了核心支撑。如今,他的研究成果已成为现代宇宙学的基石,而其引领的深空探测技术,仍在持续拓展人类认知宇宙的边界。 |