Te badania wstrząsnęły kosmologią - oni dostali Nobla

- Dwie grupy badaczy ścigały się w badaniu Wszechświata poprzez odszukiwanie najodleglejszych supernowych - wybuchających gwiazd. Naukowcy mieli nadzieję, że ustalając w jakiej odległości są od nas te gwiazdy oraz jak szybko się oddalają, będzie można ustalić, jaki los czeka Wszechświat. Spodziewali się odnaleźć sygnały świadczące o tym, że ekspansja zwalnia. (...) Okazało się, że jest odwrotnie - Wszechświat rozszerza się coraz szybciej - wyjaśnił Komitet Noblowski w uzasadnieniu swojej tegorocznej decyzji.

52-letni Amerykanin Saul Perlmutter pracuje na Uniwersytecie Kalifornijskim, 44-letni Australijczyk Brian P. Schmidt - na Australijskim Narodowym Uniwersytecie, a najmłodszy z nich 42-letni Amerykanin Adam G. Riess jest profesorem astronomii na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa w USA.

Perlmutter otrzyma połowę nagrody, która wynosi 10 mln koron szwedzkich (ok. 1,5 mln dolarów). Natomiast Schmidt i Riess podzielą się drugą połową.

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" - wyjaśnia 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 - tłumaczy astronom.

Pomiary prowadziły przez kilka lat dwa zespoły badawcze. The Supernova Cosmology Project, kierowany przez Saula Perlmuttera, rozpoczął swoje badania w 1988 roku. Natomiast The High-z Supernova Search Team, którym kierowali Brian P. Schmidt i Adam G. Riess od 1994 roku. Uczeni używali nowoczesnych teleskopów naziemnych i kosmicznych tegoroczni. Wyniki zostały opublikowane w 1998. Wskazywały one, że ponad 50 bardzo dalekich supernowych emituje światło słabsze niż przewidywała teoria. Staranna analiza danych wykluczyła możliwość błędów, albo inne czynniki osłabiające światło.

Wynik tych obserwacji był zupełnie nieoczekiwany. - Odkrycia tegorocznych laureatów Nagrody Nobla z fizyki ujawniły, że natura Wszechświata jest w dużym stopniu nieznana naukowcom - napisano w komunikacie Komitetu Noblowskiego.

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 powinna ona stanowić ponad 70% energii Wszechświata i mieć niezwykłe właściwości.

- Odkrycie oznacza, że trzy czwarte masy Wszechświata jest w formie bardzo egzotycznej ciemnej energii, która charakteryzuje się np. ujemnym ciśnieniem. Nie ma żadnej teorii fizycznej wyjaśniającej czym jest ciemna energia, dlaczego jest jej akurat tyle. Prawdopodobnie laureatom udało się odkryć kawałek przyrody, którego nie wyjaśniają obecnie żadne teorie fizyczne - mówi dr Stanisław Bajtlik z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN w Warszawie.

- Doniosłość tego odkrycia można porównać do odkrycia przez Hubble'a rozszerzania się Wszechświata w latach 20. ubiegłego wieku. Jednak odkrycie Hubble'a nastąpiło tuż po ogłoszeniu teorii Einsteina, było niejako potwierdzeniem istniejącej teorii. Tymczasem odkrycie tegorocznych laureatów Nagrody Nobla, mimo, że pasuje do jednego z przewidywań, jest zaskakujące właściwie dla wszystkich - dodaje dr Bajtlik.

Bardziej krytycznie werdykt Komitetu Noblowskiego komentuje dr hab. Maciej Mikołajewski z Centrum Astronomii UMK. - Cieszę się, że nagrodzeni zostali astronomowie. Jednak jest to dla mnie zaskoczenie, bowiem wyniki obserwacji supernowych przełożone na tempo rozszerzania się Wszechświata dają olbrzymie reperkusje dla astronomii i kosmologii. Tymczasem mimo, że to dwa niezależne eksperymenty, to wciąż niejako jedna metoda badawcza. Sądzę, że w tym przypadku z nagrodą można było jeszcze trochę poczekać, na weryfikacje wyników w jakiś inny sposób - mówi.

Pretendentów do Nagrody Nobla z fizyki było sześciu. Potencjalnymi laureatami byli także: Francuz Alain Aspect z dwoma innymi badaczami (za pracę w dziedzinie fizyki kwantowej nad zjawiskiem tzw. splątania kwantowego), John Sajeev z Kanady (za badania nad nowymi materiałami, które mają zastosowanie w światłowodach, bateriach słonecznych czy przetwarzaniu informacji) oraz Japończyk Hido Ohno (za prace związane z półprzewodnikami).