Jak skončí vesmír? A jsme v něm sami? Nobelovu cenu za fyziku dostali vědci, kteří hledají odpovědi na tyto otázky

Druhou z letošních Nobelových cen vyhlásil švédský Karolínský institut ve Stockholmu. Za fyziku ji dostali tři vědci za lepší pochopení toho, jak vznikal a vyvíjel se vesmír a zda je v něm Země unikátní. Laureáty se stali James Peebles, Michel Mayor a Didier Queloz.

Vyhlašování Nobelovy ceny za fyziku
Zdroj: Reuters Autor: Claudio Bresciani/TT News Agency

Karolínský institut ocenil jejich příspěvek k poznání vývoje vesmíru a objevu planet, které se nacházejí mimo naši Sluneční soustavu – takzvaných exoplanet. Tento výzkum pomohl vědcům lépe pochopit, jak probíhala evoluce vesmíru. 

Polovinu Nobelovy ceny za fyziku dostal James Peebles, který předpověděl existenci reliktního záření, kosmického fenoménu, který je v současnosti jedním z nejdůležitějších zdrojů informací o minulosti a budoucnosti kosmu. Druhou polovinu dostali společně Michael Mayor a Didier Queloz, kteří objevili první exoplanetu – tedy planetu, která neleží u Slunce.

Muž, který se podíval na začátek vesmíru

Poslední půlstoletí bylo podle vyjádření Karolínské akademie zlatým věkem kosmologie, tedy pátrání po původu a vývoji našeho vesmíru. Všichni tři ocenění v tom hráli klíčovou roli. Zásadní změna se odehrála v šedesátých letech, klíčovou postavou byl James Peebles. Jeho první kniha Physical Cosmology inspirovala celou generaci fyziků, kteří se vrhli do studia tohoto složitého oboru. Jejich výzkum navazuje na úvahy Alberta Einsteina.

K pochopení smyslu jejich práce je třeba začít Velkým třeskem. Ten nastal před 14 miliardami let, vesmír byl tehdy extrémně horký a hustý. Od té doby se vesmír rozpíná a stává se větším a chladnějším. Jen 400 tisíc let po Velkém třesu se stal vesmír průhledným a dokázaly jím cestovat paprsky světla. Toto prastaré záření z počátků světa je stále přítomné a James Peebles dokázal tohoto reliktního záření využít pro lepší popis vesmíru a procesů, které se v něm odehrávají.

Laureáti Nobelovy ceny za fyziku 2019
Zdroj: Nobelprize

Výsledky Peeblesovy  práce také ukázaly, že známe jen pět procent vesmíru – všechnu tu hmotu, která tvoří planety nebo hvězdy. Zbytek, 95 procent, je neznámá temná hmota nebo temná energie. Obě jsou záhadou a současně výzvou pro moderní fyziku. Peebles si jako první uvědomil, že podle teploty reliktního záření by se daly získat informace o tom, kolik hmoty během Velkého třesku vzniklo.

Objev mikrovlnného záření se stal pro moderní fyziku v podstatě zlatým dolem, vědci v něm nacházejí odpovědi na téměř všechny otázky, které si kosmologie pokládá: jak je vesmír starý, jaký bude jeho osud, kolik hmoty a energie v něm je?

Pátrání po druhé Zemi

Další ze základních otázek, na které lidstvo hledá odpověď, je, zda je v kosmu někde jinde život, nebo jsme v celém vesmíru jedineční. Z toho, co o něm víme, je zřejmé, že by existoval na nějaké planetě. Věda sice dlouhou dobu existenci planet mimo naši Sluneční soustavu předpovídala, ale nebyla schopná je nalézt.

Všechno se změnilo roku 1995, kdy ve Florencii oznámili Michel Mayor a Didier Queloz, že u hvězdy 51 Pegasi objevili planetu, která dostala jméno 51 Pegasi b. Leží od Země 50 světelných let, kolem své hvězdy oběhne jednou za čtyři dny – to znamená, že je velmi blízko své hvězdě. Díky tomu má značně vysokou teplotu, odhaduje se na tisíc stupňů Celsia.

Vědce tehdy překvapilo, jak velká tato planeta je, má rozměry přibližně jako „náš“ Jupiter. Do té doby věda předpokládala, že takoví plynní obři by se měli nacházet od hvězd daleko.
Tento objev pomohl dalším astronomům pátrat po dalších exoplanetách, přičemž dnes víme o existenci více než čtyř tisíc takových těles.

Díky pokročilejším metodám už v současné době mohou astronomové pátrat po exoplanetách, které svými vlastnostmi co nejvíce připomínají Zemi – a mají celou řadu velmi zajímavých kandidátů.

Nobelova cena za fyziku 

Nobelova cena za fyziku byla v letech 1901 až 2018 udělena 112krát celkem 209 laureátům. Jediným, kdo toto prestižní ocenění dostal dvakrát – v letech 1956 a 1972 – byl John Bardeen.

Ocenění dotované devíti miliony švédských korun (více než 21,4 milionu korun českých) bude tento týden oznámeno také za chemii, literaturu a mír. Příští pondělí vyhlásí komise Nobelovu cenu za ekonomii.

V pondělí se veřejnost dozvěděla jména letošních držitelů Nobelovy cenu za fyziologii a lékařství: Američané William Kaelin a Gregg Semenza a Brit Peter Ratcliffe ji dostali za objev molekulárních mechanismů, jejichž prostřednictvím buňky vnímají dostupnou hladinu kyslíku a přizpůsobují se tomu.

Oficiálně budou ocenění jejich novým nositelům předána ve Stockholmu a v Oslu 10. prosince, v den úmrtí zakladatele ceny a vynálezce dynamitu Alfreda Nobela.