Нобелевскую премию по физике дали за понимание эволюции Вселенной и открытие первой экзопланеты

Лауреаты 2019 года внесли весомый вклад в ответы на важнейшие вопросы о нашем мире. Что произошло в раннем «детстве» Вселенной и позднее? Могут ли в глубинах космоса существовать планеты, вращающиеся вокруг других солнц?

Присудив в 2018 году Нобелевские премии физикам, сделавшим большой вклад в развитие земных лазерных технологий, в 2019 году Нобелевский комитет обратил свой взор на работы, связанные с глубинами Вселенной. В этом году премия дана «за вклад в наше понимание эволюции Вселенной и места Земли в космосе».

Одну половину Нобелевской премии получит Джеймс Пиблс (James Peebles) «за теоретические открытия в физической космологии», а другую половину разделят Мишель Майор (Michel Mayor) и Дидье Кело (Didier Queloz) «за открытие экзопланеты, вращающейся вокруг звезды солнечного типа».

Идеи Джеймса Пиблза в области физической космологии, разрабатываемые им в течение двух десятилетий с середины 1960-х годов, стали основой для становления космологии как науки. Его теоретические исследования лежат в основе наших современных представлений о Вселенной. А первая книга Пиблза «Физическая космология» (1971), вдохновила целое новое поколение физиков внести свой вклад в развитие этой науки не только с помощью теоретических изысканий, но и с помощью наблюдений и измерений.

Модель Большого Взрыва описывает Вселенную с самых первых ее моментов, почти 14 миллиардов лет назад, когда она была чрезвычайно горячей и плотной. С тех пор Вселенная расширяется, становясь больше и холоднее. Через 400 000 лет после Большого Взрыва Вселенная стала прозрачной, и лучи света смогли путешествовать в пространстве. Даже сегодня это древнее излучение окружает нас со всех сторон, и в нем закодированы многие тайны Вселенной.

Излучение от рождения Вселенной было обнаружено случайно, в 1964 году, двумя американскими радиоастрономами: Нобелевскими лауреатами 1978 года Арно Пензиасом и Робертом Уилсоном. Они не могли избавиться от постоянного «шума», который их антенна улавливала отовсюду в космосе, поэтому искали объяснение в работах других исследователей, в том числе Джеймса Пиблза, который провел теоретические расчеты этого вездесущего фонового микроволнового излучения. Но главный научный прорыв произошел, когда Пиблс понял, что температура этого излучения может дать информацию о том, сколько материи было создано в Большом взрыве. И что высвобождение этого света сыграло решающую роль в том, как материя могла позже «сгуститься», формируя галактики и скопления галактик, которые мы сейчас видим в космосе.

В результате мы увидели Вселенную, в которой нам известно лишь пять процентов ее содержимого, той материи, из которой состоят звезды, планеты, живые организмы, в том числе и мы сами. Остальные 95% – это пока неизвестные темная материя и темная энергия. Эту загадку предстоит решить следующим поколениям физиков.

Человек издавна видел далёкие звёзды, но планеты знал только принадлежащие нашей Солнечной системе. А есть ли планеты у других звёзд? И есть ли в космосе ещё жизнь? Насчёт жизни – вопрос пока открытый, а вот про то, что наша Солнечная система не уникальна, и что большинство из нескольких сотен миллиардов звезд Млечного Пути также должны иметь планеты мы уже знаем благодаря двум другим Нобелевским лауреатам этого года.

В октябре 1995 года Мишель Майор и Дидье Кело объявили о первом подтверждённом открытии планеты за пределами нашей Солнечной системы, экзопланеты, вращающейся вокруг звезды солнечного типа в нашей родной галактике, Млечном Пути. Используя изготовленный на заказ сверхточный спектрометр они, обнаружили покачивание звезды 51 Пегаса с периодом 4,23 суток. Это покачивание вызывала находящаяся рядом со звездой гигантская планета, сравнимая с крупнейшим газовым гигантом Солнечной системы, Юпитером. Она получила сначала стандартное название 51 Пегаса b, а затем и собственное имя «Димидий». Астрономы называют планеты подобного типа «горячими юпитерами».

Это открытие положило начало революции в астрономии, с тех пор в Млечном Пути было обнаружено уже более 4000 экзопланет и на очереди новые открытия. Новые миры поражают невероятным богатством размеров, форм и орбит. Они бросают вызов нашим привычным представлениям о планетных системах и заставляют астрономов пересматривать теории происхождения планет. Возможно, многочисленные проекты поиска экзопланет позволят в итоге найти ответ и на вечный вопрос о том, есть ли там другая жизнь.

По материалам Нобелевского комитета