Nobelova cena za fyziku bola udelená za štúdium miesta na Zemi vo vesmíre

Kozmológ James Peebles dostal Nobelovu cenu s spolu s dvoma astronómami Michelom Mayor a Didierom Quelozom za prácu, o ktorej Nobelova komisia povedala: „že transformovali naše predstavy o vesmíre“.

Tohtoročná Nobelova cena za fyziku bola udelená astrofyzikovi, ktorý prišiel s nápadom vedúcim k vysvetleniu, ako hmota v mladom vesmíre vírila do galaxií, a dvom astronómom, ktorí ukázali, že aj iné hviezdy podobné Slnku majú planéty.

Kráľovská švédska akadémia vied v utorok oznámila, že James Peebles, emeritný profesor na Princetonskej univerzite, získal cenu  za svoje teórie, ktoré pomohli vysvetliť 13,8 miliárd rokov kozmologickej histórie.

Druhá polovica patrí práci Michela Mayora a Didiera Queloza, ktorí ako prvý objavili planétu krúžiacu sa okolo vzdialenej hviezdy podobnej slnku.

James Peebles pôsobí ako profesor v Princetone. Michel Mayor je astrofyzik a emeritný profesor astronómie na Ženevskej univerzite, stále zostáva aktívny v Ženevskom observatóriu. Didier Queloz je profesorom fyziky v Cavendish Laboratory na Cambridge University a na Ženevskej univerzite.

V šesťdesiatych rokoch, keď Dr. Peebles začal študovať vesmír, bolo len málo pozorovaní, ktoré by dokázali alebo vyvrátili domnienky kohokoľvek. Kozmologické vzdialenosti boli často len hrubými odhadmi a odhady o veku vesmíru sa veľmi líšili.

V roku 1964 dvaja rádioastronómovia, Arno Penzias a Robert Wilson, náhodou objavili mikrovlnné pozadie prenikajúce do vesmíru a v roku 1978 získali Nobelovu cenu za fyziku.

Dr. Peebles a jeho kolegovia predpovedali tento typ žiarenia v pozadí, pozostatok z obdobia asi 400 000 rokov po Veľkom tresku, keď sa vesmír dostatočne ochladil, aby sa vytvorili atómy vodíka a hélia.

Mikrovlnné pozadie bolo takmer rovnaké vo všetkých smeroch, odrážajúce teplotu iba niekoľko stupňov nad absolútnou nulou, ale nie dokonale hladké. Peebles spočítal, že by malo obsahovať slabé fluktuácie, ktoré sa vyskytujú v oblastiach, kde sa hmota začala zhlukovať a z nej následne vznikli hviezdy, galaxie a zhluky galaxií.

Na začiatku osemdesiatych rokov Dr. Peebles navrhol myšlienku, že vesmír bol naplnený neviditeľnou „studenou temnou hmotou“ – časticami, ktoré neinteragovali s bežnou hmotou, ale ktorých gravitačný ťah formoval galaxie a zhluky galaxií. O pár rokov neskôr pridal k svojmu modelu termín, ktorý pôvodne navrhol Albert Einstein, ale neskôr ho zahodil ako svoju „najväčšiu chybu“.

Navrhol tzv. kozmologickú konštantu, aby vyvážil gravitáciu a udržal vesmír statický a nemenný. Astronómovia však dokázali, že vesmír sa skutočne rozširuje. Peebles využil kozmologickú konštantu, teraz známu ako temná energia, z iného dôvodu: Zameral sa na to, aby ukázal, že vesmír obsahoval omnoho menej hmoty, ako sa vtedy predpokladalo.

Okolo roku 1990 pozorovania vesmíru potvrdili teórie Dr. Peeblesa.

Vedci zmerali niektoré zo základných fluktuácií v mikrovlnnom prostredí a misia NASA, Cosmic Background Explorer, zachytila množstvo potvrdzujúcich údajov.

V roku 1998 dva tímy astronómov zistili, že Dr. Peebles mal pravdu a že vesmír sa nielen rozširoval, ale zrýchľoval. Tento výskum tiež získal v roku 2011 Nobelovu cenu za fyziku.

Peebles poznamenal, že veľká časť vesmíru zostáva záhadná. Vedci ešte musia zistiť, čo tvorí temnú hmotu alebo temnú energiu.

Druhá časť tohtoročnej Nobelovej ceny za fyziku bola udelená za výskum pozorovania vesmíru.

Astronómovia dlho predpokladali, že okolo iných hviezd musia existovať planéty na obežných dráhach. Ešte pred štvrťstoročím nebolo nič potvrdené.

V roku 1992 astronómovia našli prvé planéty mimo slnečnej sústavy, ale tie obiehali okolo explodovanej hviezdy, čo vylučuje pravdepodobnosť výskytu života na týchto planétach.

Dr. Queloz pracoval ako postgraduálny študent u Dr. Mayora, pripravoval vybavenie a písal softvér pre vyhľadávanie planét v observatóriu Haute-Provence v južnom Francúzsku.

Keďže priamo pozorovanie planét nebolo možné, hľadali skôr periodické kolísanie vo farbách svetla od hviezdy. Gravitácia planéty by pritiahla hviezdu. Pohyb tam a späť by posunul vlnové dĺžky hviezdneho svetla.

Táto technika bola dostatočne citlivá na to, aby detegovala niečo o veľkosti Jupitera, ale astronómovia sa domnievali, že planéty s veľkosťou Jupitera by boli také vzdialené od ich hviezd, ako je Jupiter od Zeme, a určenie rokov by trvalo roky.

V roku 1994 odišiel Dr. Mayor na Havajskú univerzitu.

„Keď odišiel, viete si predstaviť moje prekvapenie, keď som o pár týždňov neskôr začal program a identifikoval som tú hviezdu, ktorá mala úplne nevyspytateľný vzor,“ pripomenul si Dr. Queloz.

V našej galaktickej časti začal pozorovať 20 jasných hviezd. Objavil hviezda 51 Pegasi, podobná nášmu Slnku a vzdialenú asi 51 svetelných rokov.

Planéta v údajoch bola rovnako veľká ako Jupiter, ale udržala hviezdu na tesnej obežnej dráhe, ktorá trvala iba štyri dni.

O takmer šesť mesiacov neskôr bol Dr. Queloz presvedčený, že jeho údaje sú skutočné, a poslal fax Dr. Mayorovi, v ktorom uviedol, že by mohol objaviť planétu. „Michel mal veľmi peknú odpoveď,“ povedal Dr. Queloz. „Povedal:“ Možno áno. “

6. októbra 1995 oznámili svoj objav.

Hoci táto planétna planéta nebola obývateľná, poukazovalo na to, ako môžu astronómovia odteraz študovať planétové systémy, ktoré by mohli byť podobné tým našim.

„Úplne transformatívna,“ povedal Dr. Fischer o objave. „Sme uprostred vedeckej revolúcie, ktorú ľudia neocenia, kým neuplynie sto rokov.“

Od chvíle, keď Dr. Mayor a Dr. Queloz oznámili svoje výsledky o novopozorovaných planétach, vrátane tých, ktoré môžu byť obývateľné, bolo v našej Mliečnej dráhe objavených viac ako 4 000 exoplanét. Stále viac a viac je objavených pomocou vesmírnych teleskopov typu TESS, ktoré NASA uviedla minulý rok.

Ukazuje sa, že veľké planéty obiehajúce tak blízko k ich hviezdam nie sú neobvyklé.

Zdroj, ilustračná snímka: www.theguardian.com

Spracovala: M. Sojková