Тази година Нобеловата награда по физика се присъжда за въвеждането на нови представи за структурата и историята на Вселената и първото откритие на екзопланета, обикаляща около звезда от слънчев тип.

Физическа космология

Прозренията на Джеймс Пийбълс за физическата космология обогатиха цялата област на научните изследвания и поставиха основата на трансформацията на космологията през последните петдесет години - от спекулации до наука. Космологията се превърна в наука, характеризираща се с точност, благодарение на все по-голяма точност на измерванията на температурните неравномерности (анизотропии) в космическия микровълнов фон (CMB), заедно
с проучванията на историята на разширяването на Вселената, както и астрономическите проучвания, предоставящи подробно картографиране на мащабни структури.

Теоретичната рамка на физическата космология, разработена от средата на 60-те години, е в основата на съвременните ни представи за Вселената.

Моделът на Големия взрив описва Вселената в първите й моменти, преди почти 14 милиарда години, когато е била изключително гореща и плътна. Оттогава Вселената се разширява, става все по-голяма и по-студена. Само 400 000 години след Големия взрив Вселената става прозрачна, температурата се понижава до около 3 000 К, което позволява на електроните да се комбинират с ядра в атоми. Тъй като не са останали заредени частици, които лесно биха могли да взаимодействат с фотоните Вселената стана прозрачна за светлината. Тези светлинни лъчи оттогава пътуват през космоса - дори и днес това древно лъчение е навсякъде около нас и в нея са кодирани много от тайните на Вселената.

Това излъчване вече се вижда като космически микровълнов фон.

Поради космологичното червено изместване, в момента температурата му е едва 2,7 К -  1100 по-ниска от отделянето на материята и радиацията. На фигура 1 източникът на CMB може да се разглежда като екран, който ни пречи лесно да погледнем назад във времето по-далеч, отколкото към няколкостотин хиляди години след Големия взрив.

^{©Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences}

Използвайки теоретични инструменти и изчисления, Джеймс Пийбълс успя да интерпретира тези следи от детството на Вселената и да открие нови физически процеси.

Резултатите ни показаха Вселена, в която е известно само пет процента от нейното съдържание, материята, която представлява звезди, планети, дървета - и ние. Останалите, 95%, са непозната тъмна материя и тъмна енергия.

Това е загадката и предизвикателство за съвременната физика.

Първата екзопланета

През октомври 1995 г. Мишел Майор и Дидие Кело обявиха първото откриване на планета извън нашата Слънчева система, екзопланета, обикаляща около звезда от слънчев тип в нашата родна галактика Млечния път. В обсерваторията "От-Прованс" в Южна Франция те успяха да видят планетата 51 Pegasi b, газообразна топка, сравнима с най-големия газов гигант на Слънчевата система - Юпитер.

Това откритие стартира революция в астрономията и оттогава в Млечния път са открити над 4000 екзопланети. Все още се откриват странни светове с невероятно богатство от размери, форми и орбити. Те са предизвикателство за нашите предварително създадени идеи за планетарните системи и принуждават учените да преразгледат теориите си за физическите процеси зад произхода на планетите. След време други проекти, планирани да започнат да търсят екзопланети, евентуално можем да намерим отговор на вечния въпрос дали има живот някъде там.

^{Как се намират планети с помощта на метода на радиалната скорост. Звездата се движи, тъй като е засегната от гравитацията на своята планета. Гледана от Земята, звездата се клати назад и напред по линията на погледа. Скоростта на това движение, неговата радиална скорост, може да се определи с помощта на Доплеровия ефект, защото светлината от движещ се обект променя цвета си.}

Тазгодините лауреати преобразиха човешките идеи за Космоса. Докато теоретичните открития на Джеймс Пийбълс допринесоха за трансформирането на нашите представи за това как еволюира Вселената след Големия взрив, Мишел Майор и Дидие Кело изследваха космическата околност на лов за неизвестни планети.

Техните открития завинаги промениха представите ни за света.

Още по темата

08/10/2019

Физика

Нобеловата награда за физика 2019 г. се присъжда за открития в космоса (видео)