Nagrodę Nobla w fizyce za rok 2011otrzymali trzej astrofizycy

Nagrodę Nobla w fizyce za rok 2011 otrzymali trzej astrofizycy, za odkrycia w kosmologii Perlmutter, Shmidt i Riess.

Szwedzka królewska Akademia Nauk przyznała im  tę nagrodę
4 października 2011 r.

Nagroda z fizyki w tym roku, jak czytamy w komunikacie prasowym Fundacji Nagrody Nobel, została podzielona na dwie części:
-połowę nagrody i 5 mln koron szwedzkich otrzymał amerykański kosmolog
z Baltimor Adam G. Riess,
-a drugą połowę, po 2,5 mln koron szwedzkich, otrzymało dwóch kosmologów: amerykański Saul Perlmutter i amerykańsko-australijski Brian P. Schmidt.

Nagroda została przyznana “Za odkrycie przyspieszonej ekspansji wszechświata poprzez obserwacje odległych supernowych”, jak czytamy
w komunikacie prasowym Fundacji Nagrody Nobla.

“Studiowali dziesiątki eksplozji gwiazd, nazywanych supernowa i odkryli, że wszechświat znajduje się w ekspansji z szybkością akceleracji ustawicznej”.

Naukowcy ustalili mapę wszechświata z lokalizacją wielu supernowych, najbardziej odległych od Ziemi. Dwie nagrodzone ekipy odkryły ponad 50 supernowych, których światło było słabsze niż zakładano, co właśnie stało się kluczem do zrozumienia efektu akceleracji ustawicznej.

Napotykano wiele barier przy odkryciach, ale możliwość konfrontacji między dwiema ekipami, pracującymi nad tym samym zagadnieniem, dało im pewność nieomylności nad badaniami.

Akceleracja ustawiczna jest napędzana ciemną energią, nad którą wciąż trwają badania.

Od dawna wiemy, ze Wszechświat znajduje się w ustawicznej ekspansji po wielkim wybuchu Bing-Bang, który miał miejsce ok. 14 mld lat temu.

Jeżeli ta ekspansja będzie kontynuowana w stałym przyspieszeniu jaki zaobserwowano – dzieje wszechświata zakończą się w erze zlodowacenia.

Już w 1998 roku Saul Permutter oraz Brian Schmidt, prowadzący niezależne badania dotyczące granic wszechświata, porazili świat kosmologów ujawniając, że kosmos stale się rozszerza, a ponadto zjawisko to przybiera na prędkości.

Początkowo badacze planowali stworzyć mapę najdalej położonych supernowych, czyli niezwykłych kosmicznych eksplozji. Do swojej obserwacji wybrali supernowe klasy 1a, które charakteryzują się stałą jasnością wybuchu oraz “siłą” eksplozji większą od błysku całej galaktyki. Dzięki tej własności obiekty te stały się dla astrofizyków swego rodzaju miarą odległości we wszechświecie.

Podczas połączenia konferencyjnego z uczestnikami ceremonii ogłoszenia laureatów Nagrody Nobla profesor Schmidt powiedział, że gdy początkowo zorientował się, że obserwowana przez niego supernowa, znajdująca się na granicy wszechświata oddala się nie wierzył, że jest to możliwe.
Po głębszej analizie i kontakcie z innymi naukowcami zrozumiał, że to niewytłumaczalne zjawisko dowodzi, że wszechświat stale się rozszerza,
a także, że z niewyjaśnionych przyczyn przyspiesza.

Dzięki tym kosmicznym “latarniom” nagrodzonym naukowcom udało się udowodnić teorię głoszoną wcześniej przez Einsteina, że na kosmos działa jakaś siła antygrawitacyjna. W odkryciu tym, ważną rolę odegra także Adam Riess.

Odkrycia tegorocznych laureatów Nagrody Nobla z fizyki pomogły ujawnić, że natura Wszechświata jest w dużym stopniu nieznana naukowcom. Ustalenie noblistów, że ekspansja Wszechświata przyspiesza było zaskoczeniem dla nich samych.

O tym, że Wszechświat się rozszerza naukowcy wiedzieli od lat 20 XX w.

Świadczyły o tym obserwacje widma światła, docierającego do Ziemi z odległych galaktyk. Badacze przypuszczali, że tempo ekspansji powinno stopniowo maleć, aż Wszechświat stanie się stabilny lub zacznie się proces odwrotny, czyli Wszechświat zacznie się kurczyć.
Potwierdzenia tych teorii poszukiwali tegoroczni nobliści. Posłużyli się w tym celu światłem odległych wybuchających gwiazd.

- Supernowe typu Ia to potężne eksplozje, do których dochodzi w układzie podwójnym, w którym jeden ze składników jest białym karłem i ściąga materię ze swego towarzysza. Gdy biały karzeł przekracza tzw. krytyczną masę Chandrasekhara, która wynosi około 1.44 masy Słońca, dochodzi do potężnej eksplozji. Taki wybuch prawie zawsze niesie podobną ilość energii, przez to jest doskonałą “świecą standardową” – wyjaśnił dr hab. Arkadiusz Olech z Centrum Astronomicznego PAN.

Jak dodał, wiedząc ile energii jest wysyłane i ile z niej dociera do Ziemi, można wyznaczyć odległość do takiego wybuchu. A ponieważ wybuchy supernowych typu Ia są jednymi z najpotężniejszych eksplozji we Wszechświecie, to widać je
z daleka, przez co można je wykorzystywać do wyznaczania odległości w skalach kosmologicznych.

- Obserwacje odległych supernowych typu Ia pokazały, że na dużych skalach działa siła odpychająca, która przeciwstawia się przyciągającej sile grawitacji. To powoduje, że ekspansja Wszechświata przyspiesza, a odległe supernowe wydają się świecić słabiej niż te lokalne – tłumaczył astronom.

Odkrycie wywołało wiele nowych pytań. Naukowcy wiedzieli, że tempo rozszerzania się Wszechświata zależy od jego łącznej energii. Znanych form materii było jednak zbyt mało, żeby wyjaśnić, skąd bierze się stałe przyspieszenie ekspansji. Brakującą część nazwano “ciemną energią” i na razie naukowcom nie udało się ustalić, czym ona mogłaby być. Wiadomo jednak, że stanowi ona ponad 70 proc. energii Wszechświata.

Co ciekawe, Saul Perlmutter i Brian P. Schmidt wskazywani byli na potencjalnych laureatów Nagrody Nobla w roku 2010 przez przedstawiciela Agencji Reutera.

Uzyskanie Nagrody Nobla uznawane jest na najwyższy naukowy prestiż.

Wskaźnik liczby noblistów, którymi może pochwalić się dana uczelnia jest np. jednym z elementów konkurencji między uniwersytetami amerykańskimi i europejskimi.

Laureatami Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w ostatnich 10 latach byli:

2010 – nagrodzeni zostali pochodzący z Rosji, a pracujący w Wielkiej Brytanii Andre Geim i Konstantin Novoselov za odkrycie grafenu – nowej postaci węgla, która jest najcieńszym i najbardziej wytrzymałym znanym materiałem.

2009 – nagrodę otrzymał Charles K. Kao (Chiny/Wielka Brytania) za przełomowe osiągnięcia dotyczące transmisji światła we włóknach optycznych oraz Willard S. Boyle (Kanada/USA) i George E. Smith (USA) za wynalezienie półprzewodnikowego obwodu obrazującego – sensora CCD.

2008 – nagrodę podzielono między Amerykanina japońskiego pochodzenia Yoichiro Nambu oraz Makoto Kobayasiego i Toshihidę Maskawa z Japonii. Prace laureatów dotyczyły budowy materii i całego Wszechświata.

2007 – Francuz Albert Fert oraz Niemiec Peter Gruenberg zostali nagrodzeni za odkrycie zjawiska gigantycznego magnetooporu (w skrócie GMR) niezależnie od siebie, w 1988 roku. Dzięki ich badaniom możliwa stała się radykalna miniaturyzacja twardych dysków, stosowanych m.in. w laptopach oraz w niektórych odtwarzaczach muzycznych.

2006 – nagrodę otrzymali amerykańscy astrofizycy: John C. Mather i George F. Smoot. Nagroda przyznana została za badania, które spoglądają wstecz – na młodość naszego Wszechświata i czynią wysiłki, aby zrozumieć narodziny galaktyk i gwiazd.

2005 – Roy Glauber (USA) otrzymał połowę nagrody Nobla z fizyki za teoretyczny opis zachowania cząstek światła. John Hall (USA) i Theodor Haensch (Niemcy) podzielili się drugą połową nagrody za wkład w rozwój precyzyjnej spektroskopii laserowej 2004 – David J. Gross, H. David Politzer i Frank Wilczek (wszyscy z USA) podzielili się nagrodą, przyznaną im za odkrycie asymptotycznej swobody w teorii silnych oddziaływań.

2003 – Alexei A. Abrikosov (Rosja i USA), Witalij L. Ginzburg (Rosja) i Anthony J. Leggett (Wielka Brytania) otrzymali Nagrodę Nobla za badania w dziedzinie fizyki kwantowej, dotyczące nadprzewodnictwa i nadciekłości.

2002 – Riccardo Giacconi (USA), Raymond Davis Jr. (USA) i Masatoshi Koshiba (Japonia) zostali uhonorowani za wykrycie cząstek neutrino w kosmosie oraz za udział w odkryciu źródeł promieniowania X.

2001 – Wolfgang Ketterle, Eric A. Cornell i Carl E. Wieman zostali laureatami Nagrody Nobla za stworzenie nowego stanu materii – kondensatu rozcieńczonych gazów Bosego-Einsteina.

Na podstawie : PAP/wp.pl , wiadomości24