fizyka.org  ::  fizyka.jamnika.pl

Fizyka
Fizyka
Strona główna
Twoje konto
Płatności
FORUM
Szukaj
FAQ
O nas
 
Strona główna > Artykuły - Fizyka > Nobel z fizyki 2006
Nagroda Nobla z fizyki 2006

Nagrodę Nobla z fizyki otrzymali amerykańscy astrofizycy John C. Mather (zdjęcie po lewej stronie) i George F. Smoot (zdjęcie po prawej stronie) za potwierdzenie gorącego scenariusza narodzin Wszechświata, który miał miejsce 13,7 mld lat temu.

Tegoroczne Noble wspaniale ilustrują, jak kosmologia przekształcała się z nauki pełnej czczych dysput i hipotez w twardą wiedzę potwierdzoną eksperymentem.

Aż po lata 60. zeszłego wieku w kosmologii toczył się spór między zwolennikami Wszechświata nieskończonego i niezmiennego a entuzjastami hipotezy, że kosmos narodził się w jednym momencie, czyli z gorącego praatomu, jak sądził twórca tej koncepcji George Lemaitre (belgijski ksiądz i kosmolog).

Na to, że galaktyki rozbiegają się rozpędzone potężną eksplozją, wskazywały teleskopowe obserwacje Edwina Hubble'a jeszcze z lat 20. ub. wieku.

Z drugiej strony sceptycy wskazywali, że rozszerzanie się przestrzeni niekoniecznie oznacza, iż istniał gorący i gęsty początek. "Kto by tam wierzył w jakiś Big Bang (Wielki Wybuch)" - kpiąco rzucił brytyjski astrofizyk Fred Hoyle w pogadance dla BBC pod koniec lat 40. Tym samym niechcący wprowadził i spopularyzował ten słynny dziś termin.

Dyskusje były gorące, ale jałowe. Brakowało faktów, które przechyliłyby szalę na jedną lub drugą stronę. "Ponieważ nie robią żadnych eksperymentów, dziedzina jest martwa. Przypomnij mi, bym nie jeździł na żadne konferencje na temat grawitacji!" - pisał do żony amerykański fizyk i noblista, prof. Richard Feynman, z konferencji w Warszawie w 1963 r.

Wielki Wybuch górą!

Już jednak następnego roku nastąpił przełom. Dwóch inżynierów z laboratoriów Bella - Arno Penzias i Robert Wilson - zmagało się z anteną do łączności z pierwszym satelitą telekomunikacyjnym Telstar. Antena bez przerwy łapała jakieś szumy, mimo że inżynierowie robili niemal wszystko, by odbiór był czysty, m.in. zeskrobali odchody gołębi z wnętrza czaszy. Szumów nie dało się jednak usunąć, gdyż - jak się niebawem okazało - ich przyczyną nie była wada w konstrukcji, lecz mikrofalowe promieniowanie z kosmosu. Znaleziono pierwszy, długo poszukiwany ślad po gorącej epoce Wszechświata. Big Bang był górą!

Za swe całkiem przypadkowe odkrycie Penzias i Wilson dostali w 1978 r. Nobla. Wielki Wybuch świetnie tłumaczył, skąd mogło się wziąć tzw. mikrofalowe promieniowanie tła. Tuż po narodzinach Wszechświat był rozgrzaną kulą plazmy gwałtownie się rozszerzającą i stygnącą. Około 300 tys. lat później nadszedł moment, kiedy plazma ochłodziła się i przekształciła w chmurę zwykłych atomów. Plazma jest nieprzezroczysta, ale gaz - jak powietrze - już nie zatrzymywał promieniowania. Od tej pory zaczęło się ono swobodnie wałęsać po bezmiarach przestrzeni kosmicznej, stygnąc z czasem, by w końcu dotrzeć do Ziemi i szumieć w antenie.

Astrofizycy po raz pierwszy zyskali szansę, by - badając to promieniowanie - zgłębić same początki świata.

Szpieg Pana Boga na orbicie

Mikrofale są jednak pochłaniane przez wilgoć w powietrzu i trudno je mierzyć na powierzchni Ziemi. Zwłaszcza że są też 100 mln razy słabsze niż otaczające nas na co dzień promieniowanie cieplne.

W 1974 r. John Mather zatrudniony w ośrodku kosmicznym im. Goddarda zaproponował amerykańskiej agencji kosmicznej NASA, by wysłać na orbitę niewielkiego satelitę, który dokładnie zmierzy kosmiczne mikrofale nad atmosferą. NASA długo nie kwapiła się do jego projektu, mimo że satelita miał być tani. Naukowiec był uparty i cierpliwy, ale już chciał zmienić temat badań, kiedy wreszcie osiem lat później projekt zatwierdzono.

To nie był jednak koniec opóźnień. W 1986 r. COBE był gotowy i czekał w kolejce na start, kiedy nastąpiła katastrofa promu Challenger i na kilka lat loty na orbitę zostały wstrzymane.

Satelita trafił w kosmos dopiero 18 listopada 1989 r. Już pierwsze pomiary przesłane na Ziemię potwierdziły, że promieniowanie tła ma dokładnie taką samą postać jak ciepło emitowane przez rozgrzany obiekt. Musiał nim być sam Wszechświat - 300 tys. lat po Wielkim Wybuchu rozgrzany do temperatury 3 tys. stopni. Nie ma dziś hipotezy, która mogłaby temu zaprzeczyć.

Promieniowanie tła od miliardów lat przemierza bezdroża kosmosu i zdążyło znacznie ostygnąć. Z jego pomocą można byłoby dziś podgrzać dania w kuchence mikrofalowej jedynie do temperatury 2,7 stopnia powyżej absolutnego zera (ok. -273 st. C).

Wszystko świetnie zgadzało się z teorią. Gdy Mather ogłaszał swoje wyniki na konferencji Amerykańskiego Stowarzyszenia Astronomicznego w styczniu 1990 r., dostał wielką owację.

Kosmiczne zmarszczki

Sensacyjne były też wskazania innego przyrządu - radiometru różnicowego, który zmierzył niewielkie różnice w temperaturze mikrofal (sięgające ledwie jednej stutysięcznej stopnia). Te drobne różnice oznaczały, że eksplozja Wielkiego Wybuchu nie była jednorodna. Miejscami materia była trochę bardziej zagęszczona, a zatem gorętsza, w innych punktach - rozrzedzona i zimniejsza.

Domyślono się, że to zarodki pierwszych struktur, "zmarszczki na przestrzeni kosmicznej", z których potem wyłoniły się obecne supergromady galaktyk.

23 kwietnia 1992 r. dr George Smoot, szef zespołu mierzącego temperaturę mikrofal, wystąpił podczas konferencji Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego i pokazał komputerową mapę "zmarszczek".

Następnego dnia różowo-pomarańczowe jajowate zdjęcie niemowlęcego kosmosu trafiło na czołówki gazet na całym świecie. Opatrywano je komentarzem Stephena Hawkinga: "To największe odkrycie stulecia, jeśli nie wszech czasów".

Nie ulega wątpliwości, że John Mather i George Smoot poszerzyli granice nauki. Sprawili, że pytanie o powstanie i ewolucję Wszechświata przestało być wyłączną domeną metafizyki lub religii.

(gazeta.pl)

Zapraszamy do zazpoznania się z biografiami:
John C. Mather »
George F. Smoot »
galeria zdjęć noblistów »



 
 Teoria
Wyprowadzenia
Zadania fizyczne
Doświadczenia
Tablice
Biografie
FORUM
Uczelnie
Licencja ESET gratis!
 

 Nagroda Nobla z fizyki 2005
Alfred Nobel
John C. Mather
George F. Smoot
Anty-Nobel 2006
 

 wyliczanie wektora [0]
Akordeon i ciśnienie [0]
Kolokwium z fizyki, pomocy :) [0]
pytanie magazynowanie energii pot. [0]
Fizyka jądrowa? Pomocy ;c [0]
 


 
 
© 2003-2014 Wydawnictwo HUGO, Wszelkie prawa zastrzeżone. Online: 15
e-deklaracje:program tester uprawnienia budowlane
Obsługa informatyczna