约瑟夫·胡顿·泰勒

约瑟夫·胡顿·泰勒

约瑟夫·胡顿·泰勒(Joseph Hooton Taylor Jr.,1941年3月29日出生)是一位美国天体物理学家。他与拉塞尔·赫尔斯(Russell Alan Hulse)共同获得了1993年诺贝尔物理学奖,“以表彰他们发现了一种新型脉冲星,这一发现为引力研究开辟了新可能”。这是对引力波的首次间接探测,后来巴里·巴里什(Barry Barish)、基普·索恩(Kip Thorne)和雷纳·魏斯(Rainer Weiss)实现了直接探测。

早年生活与教育

泰勒出生于费城,父母是老约瑟夫·胡顿·泰勒(Joseph Hooton Taylor Sr.)和西尔维娅·埃文斯·泰勒(Sylvia Evans Taylor),两人都有着多代的贵格会背景。他在新泽西州的辛纳明森镇(Cinnaminson Township)长大。他就读于新泽西州摩尔斯敦镇(Moorestown Township)的摩尔斯敦公谊学校(Moorestown Friends School),在那里他的数学成绩非常优异。

他于1963年在哈弗福德学院(Haverford College)获得物理学学士学位,并于1968年在哈佛大学(Harvard University)获得天文学博士学位。在哈佛大学短暂担任研究职位后,泰勒前往马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst),最终成为天文学教授和五校射电天文台(Five College Radio Astronomy Observatory)的副主任。

泰勒的论文研究方向是月球掩星测量。在他完成博士学位前后,乔斯琳·贝尔(Jocelyn Bell,她也是贵格会成员)在英国剑桥附近的望远镜发现了第一批射电脉冲星。

职业生涯

泰勒立即前往位于西弗吉尼亚州绿岸(Green Bank)的国家射电天文台(National Radio Astronomy Observatory)的望远镜,参与了剑桥以外发现的第一批脉冲星的发现工作。此后,他致力于脉冲星天体物理学的各个方面。

1974年,赫尔斯和泰勒在波多黎各阿雷西博天文台(Arecibo Observatory)进行脉冲星巡天时,发现了第一个双星系统中的脉冲星,并根据其在天空中的位置将其命名为PSR B1913+16。虽然当时并未完全理解,但这也是如今被称为回收脉冲星(recycled pulsars)的首例:即通过伴星物质转移到其表面,从而被加速至高速旋转的中子星。

该双星系统的轨道由于引力辐射的发射而失去能量,正在缓慢缩小,导致其轨道周期略有加速。缩小的速率可以根据爱因斯坦的广义相对论进行精确预测。在三十年的时间里,泰勒及其同事所做的测量结果与这一预测的吻合度远高于1%的精度。这是引力辐射存在的第一份确认。目前已知的双星脉冲星有数十个,且独立测量结果已经证实了泰勒的研究结果。

泰勒利用这一首个脉冲双星对广义相对论进行了高精度测试。泰勒与同事乔尔·韦斯伯格(Joel Weisberg)合作,利用对该脉冲星的观测,证明了引力辐射的存在,其总量和特性与阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)最初的预测相符。他与赫尔斯因发现该天体而共同获得了1993年诺贝尔物理学奖。1980年,他转至普林斯顿大学(Princeton University),担任詹姆斯·S·麦克唐纳物理学杰出大学教授,并曾担任六年的教务长。他于2006年退休。

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业余无线电

乔·泰勒(Joe Taylor)在青少年时期首次获得了业余无线电执照,这引导他进入了射电天文学领域。泰勒在业余无线电弱信号通信领域享有盛誉,并被联邦通信委员会(FCC)分配了呼号K1JT。他此前曾持有呼号K2ITP、WA1LXQ、W1HFV和VK2BJX(后者是在澳大利亚)。

他在业余无线电方面的成就包括在2010年4月组织了一次“远征”,利用阿雷西博射电望远镜通过语音、摩尔斯电码和数字通信与世界各地的业余爱好者进行月面反射(moonbounce)通信。

他一直致力于开发几种计算机程序和通信协议,包括WSPR和WSJT(“弱信号/乔·泰勒”),这是一套利用计算机生成的报文结合无线电收发器,与全球其他业余无线电操作员进行远距离通信的软件包和协议套件。

WSJT适用于通过非传统无线电通信方法(如月面反射、流星余迹以及其他低信噪比路径)传递简短消息。它对于使用极低功率发射进行超远距离联络也非常有用。

泰勒还是FT8模式的共同创作者。

荣誉与奖项

- 美国天文学会海涅曼奖(1980年)(首届)

- 美国艺术与科学院院士(1982年)

- 美国国家科学院亨利·德雷珀奖章(1985年)

- 美国国家科学院约翰·J·卡蒂科学促进奖(1991年)(物理学)

- 美国哲学会会员(1992年)

- 美国成就学院金盘奖(1995年)

- 2000年由LINEAR项目发现的81859号小行星“Joetaylor”,在他2006年从普林斯顿大学教授岗位退休时被命名。小行星中心于2006年11月9日发布了正式命名引文(M.P.C. 57952)。

泰勒是首批麦克阿瑟奖(MacArthur Fellows)获得者之一。他曾在许多董事会、委员会和专家组任职,并担任了十年回顾专家组的共同主席,该专家组编写了《新千年的天文学和天体物理学》(Astronomy and Astrophysics in the New Millennium)报告,确立了美国2000年至2010年期间在天文学和天体物理学方面的国家优先事项。他是2009年国际物理奥林匹克竞赛的荣誉嘉宾。

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