Premiul Nobel pentru Fizică 2019 este împărţit de trei oameni de ştiinţă, jumătate revenindu-i lui James Peebles ''pentru descoperiri teoretice în domeniul cosmologiei'', iar cealaltă jumătate este împărţită între Michel Mayor şi Didier Queloz ''pentru descoperirea unei exoplanete pe orbita unei stele din categoria Soarelui", conform comunicatului Comitetului Nobel.
Anul acesta Premiul Nobel pentru Fizică răsplăteşte studii care ne-au oferit o nouă perspectivă asupra evoluţiei şi structurii Universului, precum şi prima descoperire a unei exoplanete pe orbita unei stele similare Soarelui. Aceste descoperiri ne-au schimbat permanent modul în care înţelegem Universul şi locul nostru în cosmos, conform Comitetului Nobel.
James Peebles, deţinătorul titlului de Profesor Emerit Albert Einstein la Universitatea Princeton, are dublă cetăţenie canadiană şi americană şi a construit, de-a lungul a două decenii (începând cu anii '60), un cadru teoretic ce se află la baza modului în care înţelegem Universul, de la Big Bang până în prezent, cu miliardele sale de galaxii şi roiuri galactice. Descoperirile lui James Peebles au arătat că materia barionică (ordinară) reprezintă doar aproximativ 5% din toată materia şi energia din Univers, restul de 95% fiind împărţit între materia întunecată şi energia întunecată.
Oamenii de ştiinţă elveţieni Michel Mayor şi Didier Queloz au explorat galaxia din care face parte şi Sistemul Solar, Calea Lactee, în căutarea unor lumi ascunse. În 1995 ei au realizat prima descoperire a unei planete din afara Sistemului Solar, aflată pe orbita stelei 51 Pegasi, o stea din aceeaşi categorie cu Soarele. Descoperirea lor a dat startul unei revoluţii în astronomie. De atunci au fost descoperite peste 4.000 de exoplanete în Calea Lactee şi, pornind de la studiul lor, au apărut noi teorii despre modul în care se nasc planetele.
De la Big Bang până în prezent
Ultimele cinci decenii reprezintă o epocă de aur pentru cosmologie - studiul originilor Universului şi al evoluţiei acestuia. În anii '60 s-au pus bazele cosmologiei, care a trecut de la stadiul de simple speculaţii, la cel de ştiinţă. Persoana cheie pentru această tranziţie este James Peebles. Prima sa carte, "Physical Cosmology" (1971), a inspirat o nouă generaţie de fizicieni să se alăture acestui nou domeniu al ştiinţei.
Radiaţia cosmică de fond, strălucirea primordială, rămasă de la naşterea Universului, a fost observată întâmplător, în 1964, de doi radioastronomi americani - laureaţii Nobelului pentru Fizică din 1978, Arno Penzias şi Robert Wilson. După aproape 14 miliarde de ani, temperatura acestei radiaţii a scăzut până aproape de zero absolut (-273°C). James Peebles a fost primul care a înţeles că temperatura acestei radiaţii de fond poate oferi informaţii despre cât de multă materie a fost creată în explozia primordială, Big Bang. De asemenea, cercetătorul americano-canadian a înţeles că emisia acestei radiaţii a jucat un rol decisiv în modul în care ulterior materia din Univers s-a concentrat pentru a forma galaxiile şi roiurile de galaxii pe care le putem observa în spaţiu.
Activitatea lui James Peebles a deschis drumul pentru interpretarea acestei radiaţii fosile din copilăria Universului. Cu o uluitoare acurateţe, cosmologii au putut apoi prezice variaţiile acestei radiaţii cosmice de fond şi au putut arăta cum aceste variaţii influenţează deopotrivă materia şi energia din Univers.
James Peebles a fost implicat şi în studierea unora dintre cele mai mari mistere ale cosmologiei: materia întunecată şi energia întunecată. În 1984 el a propus o soluţie radicală pentru această problemă, pornind de la celebra constantă cosmologică a lui Einstein, definită ca energia spaţiului gol. Astfel, energia întunecată a început să fie explicată ca energia spaţiului gol şi reprezintă nu mai puţin de 69% din masa-energia totală a Universului, restul fiind reprezentat de materia întunecată, în proporţie de 26% şi materia barionică 5%. Materia şi energia întunecate continuă să fie prezenţe misterioase în Univers despre care nu ştim foarte multe lucruri, cu excepţia faptului că prima atrage materia ordinară şi menţine laolaltă stelele şi planetele, care formează galaxii, şi galaxiile în roiuri galactice, pe când cealaltă acţionează în sens contrar şi caută să rupă aceste legături, ducând şi la expansiunea accelerată a Universului în toate direcţiile.
Prima planetă descoperită pe orbita unui alt Soare
Majoritatea cosmologilor sunt de acord cu modelul Universului ce-şi are originea în Big Bang şi care a dus la apariţia a tot ceea ce vedem în jurul nostru - de la galaxii, stele şi planete, până la plante, animale şi oameni pe Pământ. O sumedenie de întrebări rămân însă fără răspuns: Suntem singuri în Univers? Poate exista viaţă şi pe alte planete, aflate pe orbita altor stele? Nimeni nu ştie încă. Cunoaştem însă că Soarele, cu sistemul său planetar, nu reprezintă o excepţie în Univers. Majoritatea celor câteva sute de miliarde de stele din Calea Lactee au pe orbita lor planete. Astronomii au descoperit până în prezent peste 4.000 de exoplanete, lumi complet diferite de a noastră dar şi câteva asemănătoare.
Michel Mayor şi Didier Queloz şi-au anunţat descoperirea senzaţională cu ocazia unei conferinţe astronomice desfăşurate la Florenţa la 6 octombrie 1995. Era prima planetă descoperită pe orbita unei stele din aceeaşi categorie cu Soarele. Planeta, 51 Pegasi b, se mişcă cu rapiditate pe orbita stelei sale, 51 Pegasi, localizată la aproximativ 50 de ani lumină distanţă de Soare. Această planetă încheie o orbită completă în doar 4 zile, ceea ce înseamnă că este la o distanţă relativ mică de steaua sa, de aproximativ 8 milioane de kilometri. În aceste condiţii, temperatura medie la suprafaţa acestei exoplanete poate depăşi 1.000°C. Pe Pământ lucrurile stau mult mai bine pentru că ne aflăm la aproximativ 150 de milioane de kilometri distanţă de Soare.
Această exoplanetă s-a dovedit a fi şi surprinzător de mare - o gigantă gazoasă similară lui Jupiter, cea mai mare planetă a Sistemului Solar. Prin comparaţie cu Pământul, Jupiter are un volum de 1.300 de ori mai mare şi cântăreşte de 300 de ori mai mult.
La începutul anilor '90, pe când Didier Queloz îşi începea cariera de cercetare la Universitea din Geneva, Michel Mayor avea deja ani de experienţă în studierea mişcării stelelor, şi-şi construise propriile instrumente de măsură cu ajutorul altor cercetători. În 1977 Mayor îşi monta primul spectrograf, instrument devenit definitoriu pentru activitatea "vânătorilor de planete" pe un telescop din cadrul Observatorului Haute-Provence, la 100 de kilometri nord-est de Marsilia.
În cadrul grupului de cercetare din care făcea parte, pe atunci doctorandul Didier Queloz a primit sarcina de a dezvolta noi metode pentru a creşte precizia măsurătorilor.
Odată cu finalizarea proiectului unui nou şi mai performant spectrograf în primăvara lui 1994, descoperirea primelor exoplanete devenea o chestiune de timp. Pe atunci, căutarea unor planete în afara Sistemului Solar nu reprezenta o preocupare pentru majoritatea cercetătorilor în domeniu. În octombrie 1995 Mayor şi Queloz şi-au anunţat descoperirea.
Această descoperire a reprezentat zorii unei noi epoci în astronomie. Descoperirea altor mii de planete a urmat în timp scurt. În prezent, "vânătoarea de planete" continuă şi cu ajutorul telescoapelor spaţiale, amplasate pe orbita terestră. Spre exemplu telescopul spaţial american TESS scanează în prezent peste 200.000 de stele din relativa apropiere a Soarelui în căutarea de planete similare Pământului. Anterior, cu ajutorul Telescopului Spaţial Kepler, oamenii de ştiinţă anunţau descoperirea a peste 2.300 de exoplanete.
Activitatea laureaţilor din acest an ai Premiului Nobel pentru Fizică a dus la transformarea ideilor noastre despre Univers. În timp ce descoperirile teoretice ale lui James Peebles ne-au arătat cum a evoluat Universul după Big Bang, activitatea lui Michel Mayor şi a lui Didier Queloz, care s-au lansat în explorarea stelelor şi planetelor din vecinătatea noastră galactică, a dus la înţelegerea locului pe care Pământul îl are în cosmos şi la conştientizarea faptului că este posibil să trăim într-un Univers care musteşte de viaţă.
Cu excepţia distincţiei acordate în domeniul economiei, premiile Nobel au fost iniţiate de magnatul industrial suedez Alfred Nobel (1833-1896), inventatorul dinamitei.
Fiecare premiu Nobel valorează 9 milioane de coroane suedeze (908.000 de dolari).
Potrivit tradiţiei anuale, premiile Nobel vor fi înmânate la 10 decembrie, dată la care se comemorează moartea lui Alfred Nobel.
După atribuirea Premiului Nobel pentru Fizică, sezonul Premiilor Nobel continuă cu Premiul Nobel pentru Chimie, la 9 octombrie, Premiul Nobel pentru Literatură, la 10 octombrie şi Premiul Nobel pentru Pace, la 11 octombrie. Premiul Riksbank Sveriges în Ştiinţe Economice în Memoria lui Alfred Nobel va fi anunţat la data de 14 octombrie.
