Nauka

Nobel z fizyki 2019. Nagroda za odkrycie natury Wszechświata

Laureaci nagrody Nobla z fizyki 2019: James Peebles, Michel Mayor i Didier Queloz Laureaci nagrody Nobla z fizyki 2019: James Peebles, Michel Mayor i Didier Queloz Niklas Elmehed / Nobel Media
Tegoroczną Nagrodę Nobla z fizyki otrzymali trzej astrofizycy: Kanadyjczyk James Peebles i dwaj Szwajcarzy – Michel Mayor oraz Didier Queloz. Połowę wyróżnienia otrzyma Peebles, drugą badacze szwajcarscy.

James Peebles studiował na Uniwersytecie Manitoba, a potem przeniósł się do Princeton University, gdzie pracuje do dziś. Na początku lat 60. wraz z Robertem Dicke zaproponował istnienie tzw. mikrofalowego promieniowania tła (zwanego też reliktowym), które jest pozostałością po Wielkim Wybuchu, epoce rekombinacji elektronów i protonów (ok. 400 tys. lat później). To promieniowanie termiczne o temperaturze nieco ponad 2,7 st. Kelvina, najstarsze, w skali wieku Wszechświata, którego rozkład możemy dzisiaj obserwować. Peebles rozpoczął poszukiwania jego śladów, ale ubiegli go Arno Penzias i Robert Willson, którzy testowali nowy rodzaj anteny do odbioru z Kosmosu fal o długości 3 cm. Odkrycie to było przypadkowe. Penzias i Willson otrzymali za nie Nobla z fizyki w 1978 r.

Wiedza o rozkładzie promieniowania reliktowego pozwala śledzić ewolucję Wszechświata

Teraz przyszedł czas na uhonorowanie badacza, który pierwszy zasugerował, że owo promieniowanie w ogóle istnieje. W późniejszych czasach wysłano nawet kilka sond kosmicznych (Cobe, WMAP, Plnack), których zadaniem było bardzo dokładne śledzenie jego rozkładu w Kosmosie. Wiedza o rozkładzie promieniowania reliktowego jest podstawowa, jeśli chodzi o śledzenie ewolucji Wszechświata, jego kształtu, rozkładu materii, narodzin galaktyk, ich gromad itd. Otóż nierówności i fluktuacje w tym pierwotnym promieniowaniu odzwierciedlają się w późniejszych epokach Wszechświata pod postacią pierwszych gwiazd, pierwszych galaktyk i pierwszych ich skupisk. Czyli w promieniowaniu reliktowym niejako zapisany jest wzór, według którego rozwijał się cały późniejszy Wszechświat aż do dzisiaj.

Czytaj także: Od Wielkiego Wybuchu do dzisiaj i dalej

To m.in. Peeblesowi zawdzięczamy też fakt, że kosmologia stała się dziedziną stricte naukową, pełnoprawną częścią fizyki. Przez ostatnie dziesięciolecia stała się też jedną z najszybciej rozwijających się nauk w ogóle. Gdyby nie to odkrycie, trudno byłoby nam zdobyć dzisiejszą wiedzę na temat ewolucji Wszechświata (od początku do czasów obecnych). Na przykład o tym, z jakich materii składa się Wszechświat – zwykłej, widzialnej (tzw. barionowej), z której składają się widoczne na niebie gwiazdy, planety, mgławice i my sami, jest w nim zaledwie 5 proc. Resztę stanowią czynniki, o których prawie nic nie umiemy jeszcze powiedzieć, a więc ciemna materia i ciemna energia. Ta ostatnia powoduje wzrost tempa rozszerzania się Wszechświata.

Nagroda Nobla z fizyki 2019: sekrety promieniowania tłaJohan Jarnestad/KŻ/Królewska Szwedzka Akademia NaukNagroda Nobla z fizyki 2019: sekrety promieniowania tła

Odkrycie Dimidium (albo 51 Pegasi b.), pierwszej planety okrążającej typową gwiazdę

Z kolei dwaj astrofizycy szwajcarscy – Michel Mayor i Didier Queloz, obaj z uniwersytetu w Genewie – wsławili się tym, że w 1995 r. odkryli pierwszą planetę okrążającą typową gwiazdę, a więc podobną do Słońca. To Helvetios, czyli gwiazda 51 Pegasi. Jej planetę oznaczono symbolem „51 Pegasi b.”, nosi ona też nazwę własną – „Dimidium”. To gorący jowisz (o masie około połowy masy naszego Jowisza) okrążający swoją macierzystą gwiazdę po bardzo ciasnej orbicie – w odległości zaledwie 0,05 dystansu Ziemi od Słońca.

Była to pierwsza planeta odkryta wokół typowej gwiazdy. Mayor i Queloz wykryli ją metodą badania prędkości radialnej gwiazdy, która zmienia się pod wpływem grawitacyjnego oddziaływania sąsiedniej planety. Gwiazda doznaje perturbacji swojego ruchu i właśnie śledzenie ich pozwala ustalić, że wokół niej krąży planetarny towarzysz. Dokładna analiza prędkości radialnej pozwala też na wstępne wyznaczenie masy planety i jej orbity. Mayor i Queloz byli jednymi z pionierów takich badań, ale to za odkrycie pierwszej gwiazdowej planety zostali uhonorowani.

51 PegasiJohan Jarnestad/Królewska Szwedzka Akademia Nauk51 Pegasi

Należy jeszcze przypomnieć, że w 1992 r. w ogóle pierwszą w historii obcą planetę odkrył polski astronom Aleksander Wolszczan – i wielu nie bez racji twierdzi, że on także powinien otrzymać Nobla. Ale planety Wolszczana były dość nietypowe – okrążają gwiazdę neutronową (pulsara), a nie zwykłą.

Wydaje się, że nagrodzenie Mayora i Queloza wiąże się po części z narodzinami zupełnie nowej dziedziny astronomii, jaką jest poszukiwanie egzoplanet (obcych planet). Dzisiaj takich potwierdzonych odkryć w naszej Galaktyce jest grubo ponad 4 tys., a kandydatów na obce planety czekających na potwierdzenie – dwa lub trzy razy więcej. Większość z nich została odkryta przez kosmiczny teleskop Keplera metodą tranzytu (czyli śledzenia, jak część światła gwiazdy jest zasłaniana przez przechodzącą na tle jej tarczy planetę). Jednak zastosowana przez Mayora i Queloza metoda badania prędkości radialnej gwiazd jest równie ważna – przy jej użyciu także dzisiaj odkrywa się wiele obcych planet. A poza tym jest dokładniejsza. Nie zawsze jednak możliwa do zastosowania.

Nasz nowy ogląd Wszechświata

Ten prawdziwy wysyp obcych światów zmienił też bardzo nasz pogląd na cały Wszechświat, w którym planet – dzisiaj to wiemy na pewno – jest znacznie więcej niż gwiazd, ponieważ niemal każda z nich, o ile nie jest rozpalonym do dziesiątków tysięcy stopni olbrzymem, posiada co najmniej jedną planetę, a zwykle kilka lub nawet kilkanaście. Wiele to mówi też o możliwości istnienia życia gdzieś poza Ziemią, bo wedle obowiązujących założeń życie może się w Kosmosie rodzić i trwać tylko na planetach lub ich księżycach. Stąd olbrzymia kariera zupełnie nowej nauki, jaką jest egzobiologia.

Aleksander Wolszczan: Jesteśmy – zupełnie dosłownie – dziećmi gwiazd

Reklama

Codzienny newsletter „Polityki”. Tylko ważne tematy

Na podany adres wysłaliśmy wiadomość potwierdzającą.
By dokończyć proces sprawdź swoją skrzynkę pocztową i kliknij zawarty w niej link.

Informacja o RODO

Polityka RODO

  • Informujemy, że administratorem danych osobowych jest Polityka Sp. z o.o. SKA z siedzibą w Warszawie 02-309, przy ul. Słupeckiej 6. Przetwarzamy Twoje dane w celu wysyłki newslettera (podstawa przetwarzania danych to konieczność przetwarzania danych w celu realizacji umowy).
  • Twoje dane będą przetwarzane do chwili ew. rezygnacji z otrzymywania newslettera, a po tym czasie mogą być przetwarzane przez okres przedawnienia ewentualnych roszczeń.
  • Podanie przez Ciebie danych jest dobrowolne, ale konieczne do tego, żeby zamówić nasz newsletter.
  • Masz prawo do żądania dostępu do swoich danych osobowych, ich sprostowania, usunięcia lub ograniczenia przetwarzania, a także prawo wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania, a także prawo do przenoszenia swoich danych oraz wniesienia skargi do organu nadzorczego.

Czytaj także

Ja My Oni

Jak komunikować swoje potrzeby

Jak wyrazić swoje potrzeby, aby inni je uwzględniali.

Anna Dąbrowska, Anna Dobrowolska
06.02.2018
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną