Τρίτη, 8 Οκτωβρίου 2019

Το φετινό βραβείο Νόμπελ στη Φυσική κέρδισαν η Κοσμολογία και η Αστρονομία. Physics Nobel goes to exoplanet and cosmology pioneers

Τρεις επιστήμονες μοιράζονται το Βραβείο Νόμπελ στη Φυσική για τη συνεισφορά τους στην κατανόηση της εξέλιξης του σύμπαντος και της θέσης της Γης στο σύμπαν. Canadian-American cosmologist James Peebles and Swiss astronomers Michel Mayor and Didier Queloz on Tuesday won the Nobel Physics Prize for research that increases the understanding of our place in the Universe. From left to right, Swiss astronomer Michel Mayor, Swiss astrophysicist Didier Queloz, and Canadian-American scientist James Peebles. PHOTO: (L) LAURENT GILLIERON/KEYSTONE/ASSOCIATED PRESS (C) SALVATORE DI NOLFI/SHUTTERSTOCK/EUROPEAN PRESSPHOTO AGENCY (R) PRINCETON UNIVERSITY

Σήμερα ανακηρύχθηκαν οι νικητές του φετινού βραβείου Νόμπελ Φυσικής, με τις ανακαλύψεις των επιστημόνων να έχουν αλλάξει τον τρόπο που σκεφτόμαστε τον κόσμο.

Ο λόγος για τους κοσμολόγους  Τζέιμς Πιμπλς, Μισέλ Μαγιόρ και Ντιντιέ Κελόζ κέρδισαν το Νόμπελ Φυσικής 2019 για την πρωτοποριακή τους εργασία στον τομέα της αστροφυσικής, όπως ανακοινώθηκε από την επιτροπή που απονέμει το βραβείο.

Ο Πίμπλς τιμήθηκε με το μισό βραβείο και το άλλο μισό μοιράζονται οι Μαγιόρ και Κελόζ. Σημειώνεται πως το βραβείο συνοδεύεται από χρηματικό έπαθλο 910.000 δολαρίων.

The discoveries of the 2019 Nobel physics laureates: how the universe evolved after the Big Bang and the first planet orbiting a solar-type star outside our solar system.

Από τη μία, οι θεωρητικές αποκαλύψεις του Τζέιμς Πιμπλς συμβάλλουν στην κατανόηση του πώς εξελίχθηκε το διάστημα μετά το Μπιγκ Μπάνγκ, ενώ οι Μαγιόρ και Κελόζ εξερεύνησαν τις γειτονικές στη Γη περιοχές του διαστήματος σε μια προσπάθεια να ανακαλύψουν άγνωστους, μέχρι σήμερα, πλανήτες και πράγματι ανακάλυψαν έναν εξωπλανήτη που κινείται σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι ηλιακού τύπου.

Ο Πίμπλς ευχαρίστησε την επιτροπή για το βραβείο, αλλά συμβούλευσε τους νέους να μην επιδιώκουν να ασχοληθούν με την επιστήμη απλά επειδή γοητεύονται από τα βραβεία.

«Τα βραβεία είναι ελκυστικά και χαίρουν μεγάλης εκτίμησης, αλλά ... θα πρέπει να ασχολείστε με την επιστήμη επειδή πραγματικά σας διασκεδάζει. Αυτό έκανα εγώ», δήλωσε σε δημοσιογράφους τηλεφωνικώς μετά την ανακοίνωση του βραβείου.

Από την πλευρά τους, οι Μαγιόρ και Κελόζ είναι οι πρώτοι που ανακάλυψαν έναν πλανήτη έξω από το ηλιακό μας σύστημα ("εξωπλανήτη") ο οποίος κινείται σε τροχιά γύρω από ένα ουράνιο σώμα με χαρακτηριστικά παρόμοια με αυτά του δικού μας Ηλίου. Συγκεκριμένα οι Ελβετοί κοσμολόγοι ερευνώντας τον Γαλαξία ανακάλυψαν το 1995 τον πρώτο πλανήτη έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Επρόκειτο για τον εξωπλανήτη 51 Πηγάσου b, ο οποίος βρίσκεται σε τροχιά γύρω από ένα ηλιακού τύπου άστρο.

Σε ανακοίνωση που δημοσίευσε το Πανεπιστήμιο της Γενεύης, οι ερευνητές μίλησαν για τον ενθουσιασμό τους όταν έκαναν αυτή την ανακάλυψη.

«Η απονομή βραβείου Νόμπελ γι' αυτή την ανακάλυψη είναι απλά καταπληκτική» δήλωσαν οι ίδιοι.

Ο πρύτανης του Πανεπιστημίου της Γενεύης Ιβ Φλίκιγκερ τόνισε ότι το βραβείο συνιστά μια φανταστική αναγνώριση της δουλειάς των ερευνητών και θεωρεί πως είναι απόδειξη της ποιότητάς της ερευνητικής τους προσπάθειας, της επιστημονικής πειθαρχίας τους και πως αναδεικνύει την δημιουργικότητά τους και την ικανότητά τους να σκέφτονται και να ερευνούν με τρόπο που δεν ακολουθεί τα συμβατικά μονοπάτια, πράγμα που συνιστά και τον πυρήνα των μεγάλων ανακαλύψεων.

Ο Μαγιόρ εξηγεί ότι για χρόνια κανείς δεν γνώριζε αν οι εξωπλανήτες υπήρχαν ή όχι. Γνωστοί αστρονόμοι τους έψαχναν για χρόνια.

Ο Κελόζ δήλωσε: «Ήμασταν πραγματικά ενθουσιασμένοι με την ιδέα ότι βρήκαμε έναν εξωπλανήτη, αλλά πριν εξηγήσουμε τι ακριβώς βρήκαμε έπρεπε να επιβεβαιώσουμε τις παρατηρήσεις μας».

Η Σουηδική Βασιλική Ακαδημία Επιστημών δήλωσε πως οι ανακαλύψεις αυτές άλλαξαν οριστικά τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε το σύμπαν. Συμπληρώνει, μάλιστα, πώς η ύπαρξη πλήθους προγραμματισμένων εργασιών, που στοχεύουν στην εξερεύνηση εξωπλανητών, μπορεί να δώσει μελλοντικά απάντηση στο αιώνιο ερώτημα της ύπαρξης ζωής στο διάστημα.

Ποιοι είναι οι τρεις φετινοί νικητές

Mini-profiles of the winners of the Nobel prize for physics 2019: James Peebles (Canada-US) and and Michel Mayor and Didier Queloz (Switzerland).

Ο Καναδο-Αμερικανός James Peebles (Πανεπιστήμιο Princeton, ΗΠΑ) είναι ένας από τους φυσικούς που με την έρευνά τους μετέτρεψαν την Κοσμολογία από συνονθύλευμα εικασιών σε ένα από τα πιο σημαντικά επιστημονικά πεδία της φυσικής. Το θεωρητικό του πλαίσιο αναπτύχθηκε από τα μέσα της δεκαετίας του 1960 και αποτελεί την βάση των σημερινών ιδεών μας σχετικά με το σύμπαν. To 1965 δημοσιεύθηκαν δυο ιστορικά άρθρα στο περιοδικό Astrophysical Journal: το άρθρο των Penzias – Wilson «Α measurement of excess antenna temperature at 4080 Mc/s», στο οποίο περιγράφουν πως μέτρησαν μια μικροκυματική ακτινοβολία που αντιστοιχεί σε θερμοκρασία περίπου 3 Κ. Επρόκειτο για την θερμοκρασία του σύμπαντος. Ακριβώς πάνω απ’ αυτό το άρθρο, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα οι Dicke, Peebles, Roll και Wilkinson δημοσίευαν το δικό τους άρθρο με τίτλο “Cosmic black body radiation”, στο οποίο «προέβλεπαν» την θερμοκρασία μικροκυματικής ακτινοβολίας ως κατάλοιπο της Μεγάλης Έκρηξης.

Στη συνέχεια ο Peebles είχε σημαντικές συνεισφορές στον τομέα της αρχέγονης νουκλεοσύνθεσης (σύνθεση πυρήνων στα πρώτα λεπτά της Μεγάλης Έκρηξης), στην έρευνα για την σκοτεινή ύλη και ενέργεια, και για τον σχηματισμό των γαλαξιών, ομάδων γαλαξιών και μεγαλύτερων δομών εξαιτίας μικρών διακυμάνσεων πυκνότητας του αρχέγονου σύμπαντος.

Τον Οκτώβριο του 1995, οι Ελβετοί Michel Mayor (Πανεπιστήμιο Γενεύης) και Didier Queloz (Πανεπιστήμιο Γενεύης και Κέμπριτζ στο Ηνωμένο Βασίλειο) ανακοίνωσαν την πρώτη ανακάλυψη ενός πλανήτη έξω από το ηλιακό μας σύστημα, έναν εξωπλανήτη που περιφέρεται γύρω από ένα άστρο σαν τον Ήλιο μας, σε απόσταση μόλις 50 έτη φωτός από τη Γη [A Jupiter-mass companion to a solar-type star]. Στο αστεροσκοπείο Haute-Provence της νότιας Γαλλίας, με τη χρήση ειδικής τεχνικής, μπόρεσαν να δουν τον πλανήτη 51 Πηγάσου b (γνωστός και ως Βελλεροφόντης και σπάνια ως Dimidium), που είναι συγκρίσιμος σε μέγεθος με τον δικό μας πλανήτη Δία.

Η ανακάλυψη ήταν πρωτοποριακή, καθώς χρησιμοποιήθηκε μια νέα μέθοδος εντοπισμού εξωπλανητών, η οποία  έδωσε το έναυσμα για μια επανάσταση στην αστρονομία. Έκτοτε βρέθηκαν πάνω από 4.000 εξωπλανήτες στον Γαλαξία μας και συνεχίζουν να ανακαλύπτονται σε διάφορα μεγέθη, μορφές και τροχιές. Με τα νέα προγράμματα αναζήτησης εξωπλανητών θα μπορέσουμε μάλλον να βρούμε μια απάντηση στο αιώνιο ερώτημα: «υπάρχει εξωγήινη ζωή;».







Κατακλυσμική έκρηξη στο κέντρο του γαλαξία μας συνέβη πριν από 3,5 εκατ. χρόνια. Not long ago, the center of our Milky Way galaxy exploded

Δύο τεράστιες κωνικού σχήματος εκρήξεις ενέργειας και ακτινοβολίας εξαπολύθηκαν και προς τους δύο πόλους του γαλαξία μας και τελικά πολύ πέρα από τα γαλαξιακά σύνορα στο βαθύ διάστημα. Researchers have found evidence of a cataclysmic flare that punched outward in both directions from our galaxy’s center, reaching so far into intergalactic space that its impact was felt 200,000 light-years away. Artist’s concept of cone-shaped bursts of ionizing radiation, extending tens of thousands of light-years above and below our Milky Way galaxy’s disk. These bursts of radiation must have exploded from the center of our Milky Way. Their effect is seen today as elevated H-alpha emission along a section of the Magellanic Stream. Image via James Josephides/ASTRO 3D.

Όχι πριν πολύ καιρό για τα αστρονομικά δεδομένα, το κέντρο του γαλαξία μας είχε εκραγεί και είχε εξαπολύσει τρομακτικές ακτίνες ενέργειας σε τεράστιες αποστάσεις, έως 200.000 ετών φωτός. Απτές ενδείξεις για ένα τέτοιο κατακλυσμικό συμβάν που συνέβη πριν περίπου 3,5 εκατομμύρια χρόνια και έγινε αισθητό πολύ πέρα από τα σύνορα του γαλαξία μας, ανακάλυψαν οι επιστήμονες.

A schematic diagram showing the ionizing radiation field over the south galactic hemisphere of the Milky Way, disrupted by the Seyfert flare event. Image via Bland-Hawthorne, et al./ASTRO 3D.

Μια ομάδα Αυστραλών και Αμερικανών αστροφυσικών και αστρονόμων, με επικεφαλής τον καθηγητή Τζος Μπλαντ-Χόθορν του Κέντρου Αστροφυσικής ASTRO 3D της Αυστραλίας, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "The Astrophysical Journal", εκτιμούν ότι το φαινόμενο, γνωστό ως «έκλαμψη Seyfert", ξεκίνησε από μια περιοχή κοντά στην κεντρική υπερμεγέθη τρύπα του γαλαξία μας. Από εκεί, δύο τεράστιες κωνικού σχήματος εκρήξεις ενέργειας και ακτινοβολίας εξαπολύθηκαν και προς τους δύο πόλους του γαλαξία μας και τελικά πολύ πέρα από τα γαλαξιακά σύνορα στο βαθύ διάστημα.

Artist’s concept of the Fermi bubbles. Hints of their edges were first observed in X-rays (blue) by ROSAT, which operated in the 1990s. The gamma rays associated with these vast bubbles – mapped by the Fermi Gamma-ray Space Telescope (magenta) – extend much farther from the galaxy’s plane. Image via NASA’s Goddard Space Flight Center.

Ξεκινώντας από μια περιοχή με σχετικά μικρή διάμετρο, οι δέσμες ακτινοβολίας απέκτησαν ολοένα μεγαλύτερες διαστάσεις, καθώς έβγαιναν από τον γαλαξία μας. Ήταν τόσο ισχυρή η έκλαμψη, που άφησε τα ίχνη της στους κοντινούς νάνους γαλαξίες του Μεγάλου και του Μικρού Μαγγελανικού Νέφους σε απόσταση 200.000 ετών φωτός από το δικό μας γαλαξία, σύμφωνα με την ανάλυση στοιχείων από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Η έκλαμψη πιθανώς διήρκεσε επί 300.000 χρόνια, ένα σύντομο διάστημα για τα γαλαξιακά δεδομένα.