Fizikai Nobel-díj kozmológiai mérésekért

801

A Svéd Királyi Akadémia kedden közzétett döntése alapján a 2006-os év fizikai Nobel-díját megosztva kapja John C. Mather (NASA Goddard Space Flight Centre) és George F. Smoot (University of California, Berkeley), mégpedig "a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás feketetest-sugárzást követő alakjának, valamint anizotrópiájának felfedezéséért".

Ezzel a svéd akadémia az Univerzum legkorábbi állapotait vizsgáló kutatásokat díjazott, amelyek az Ősrobbanás utáni időszakban lezajló folyamatokra, a galaxisok és csillagok keletkezésének kérdéseire irányultak. Az eredményekhez vezető mérések a NASA által 1989-ben felbocsátott Cosmic Background Explorer (COBE) műholddal készültek.

 

 A COBE minden irányban megmérte a háttérsugárzás eloszlását.

A COBE pontos mérései alátámasztották az Ősrobbanás (Nagy Bumm, Big Bang) modelljét, hiszen ez az egyetlen elmélet, amely pontosan a COBE által észlelt háttérsugárzást jósolja meg. Ezzel pedig a kozmológia átlépett a spekulatív elképzelések talajáról az ellenőrizhető előrejelzéseket szolgáltató precíz tudományok közé. Nem sokkal a COBE eredményei után még pontosabb mérések születtek, pl. a WMAP műhold műszereivel, melyek alátámasztották az eredeti következtetéseket. A közeljövőben várható az európai Planck műhold pályára állítása, ami még pontosabb képet fog adni a háttérsugárzás részleteiről.

Az Ősrobbanás forgatókönyve szerint a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás a Világegyetem legkorábbi szakaszának maradványa. Közvetlenül a Nagy Bumm után az Univerzum azon testek sugárzására hasonlított, melyek intenzitás-eloszlása a színkép összes tartományában csak és kizárólag a hőmérséklettől függ. Az ilyen lefutású spektrum alakja nagyon speciális, és fizikában ezt hívjuk feketetest-sugárzásnak. Amikor az Univerzum átlátszóvá vált a saját sugárzása számára, hőmérséklete mintegy 3000 K volt. Az Ősrobbanás modellje szerint a Világegyetem tágulásával párhuzamosan a háttérsugárzás hőmérséklete folyamatosan csökkent. A díjazottak a COBE mérései alapján tudták minden korábbinál pontosabban meghatározni a ma megfigyelhető 2,7 K körüli értéket.

 

A COBE által mért hőmérséklet-ingadozások az égbolton. Vörös jelöli a forróbb irányokat. A fluktuációk alig százezred fok nagyságrendűek.

Emellett a COBE adatai alapján azt is ki tudták mutatni, hogy a háttérsugárzás hőmérséklete különböző irányokban kicsit eltér (azaz anizotrop). A mindössze százezred fokokban kifejezhető fluktuációk rendkívül fontos információt hordoznak a ma látható Világegyetemet uraló galaxisok kialakulásáról. Ezek mutatják meg, hogyan "csomósodott össze" az anyag a korai Univerzumban.

A COBE felbocsátására 1989. november 18-án került sor, és az első eredményre mindössze 9 percet kellett várni a mérések megkezdése után: a COBE mérési hibán belül tökéletes feketetest-spektrumot detektált. A színkép első bemutatásakor a csillagászati konferencia résztvevői felállva tapsolták meg a bravúros mérést.

Természetesen a műhold sikeréért több mint ezer kutató, mérnök és egyéb résztvevő áldozatos munkájára volt szükség. John Mather (60 éves) szerepe a teljes folyamat koordinálása volt, emellett a feketetest-spektrumot kimérő kísérletet is irányította . George Smoot (61 éves) a sugárzás anizotrópiájának kimutatásán dolgozott.

Forrás: a Nobel Alapítvány sajtóközleménye

Hozzászólás

hozzászólás