|
|
| |
 Nagrodê Nobla z fizyki otrzymali amerykañscy astrofizycy John C. Mather (zdjêcie po lewej stronie) i George F. Smoot (zdjêcie po prawej stronie) za potwierdzenie gor±cego scenariusza narodzin Wszech¶wiata, który mia³ miejsce 13,7 mld lat temu.
Tegoroczne Noble wspaniale ilustruj±, jak kosmologia przekszta³ca³a siê z nauki pe³nej czczych dysput i hipotez w tward± wiedzê potwierdzon± eksperymentem.
A¿ po lata 60. zesz³ego wieku w kosmologii toczy³ siê spór miêdzy zwolennikami Wszech¶wiata nieskoñczonego i niezmiennego a entuzjastami hipotezy, ¿e kosmos narodzi³ siê w jednym momencie, czyli z gor±cego praatomu, jak s±dzi³ twórca tej koncepcji George Lemaitre (belgijski ksi±dz i kosmolog).
Na to, ¿e galaktyki rozbiegaj± siê rozpêdzone potê¿n± eksplozj±, wskazywa³y teleskopowe obserwacje Edwina Hubble'a jeszcze z lat 20. ub. wieku.
Z drugiej strony sceptycy wskazywali, ¿e rozszerzanie siê przestrzeni niekoniecznie oznacza, i¿ istnia³ gor±cy i gêsty pocz±tek. "Kto by tam wierzy³ w jaki¶ Big Bang (Wielki Wybuch)" - kpi±co rzuci³ brytyjski astrofizyk Fred Hoyle w pogadance dla BBC pod koniec lat 40. Tym samym niechc±cy wprowadzi³ i spopularyzowa³ ten s³ynny dzi¶ termin.
Dyskusje by³y gor±ce, ale ja³owe. Brakowa³o faktów, które przechyli³yby szalê na jedn± lub drug± stronê. "Poniewa¿ nie robi± ¿adnych eksperymentów, dziedzina jest martwa. Przypomnij mi, bym nie je¼dzi³ na ¿adne konferencje na temat grawitacji!" - pisa³ do ¿ony amerykañski fizyk i noblista, prof. Richard Feynman, z konferencji w Warszawie w 1963 r.
 Wielki Wybuch gór±!
Ju¿ jednak nastêpnego roku nast±pi³ prze³om. Dwóch in¿ynierów z laboratoriów Bella - Arno Penzias i Robert Wilson - zmaga³o siê z anten± do ³±czno¶ci z pierwszym satelit± telekomunikacyjnym Telstar. Antena bez przerwy ³apa³a jakie¶ szumy, mimo ¿e in¿ynierowie robili niemal wszystko, by odbiór by³ czysty, m.in. zeskrobali odchody go³êbi z wnêtrza czaszy. Szumów nie da³o siê jednak usun±æ, gdy¿ - jak siê niebawem okaza³o - ich przyczyn± nie by³a wada w konstrukcji, lecz mikrofalowe promieniowanie z kosmosu. Znaleziono pierwszy, d³ugo poszukiwany ¶lad po gor±cej epoce Wszech¶wiata. Big Bang by³ gór±!
Za swe ca³kiem przypadkowe odkrycie Penzias i Wilson dostali w 1978 r. Nobla. Wielki Wybuch ¶wietnie t³umaczy³, sk±d mog³o siê wzi±æ tzw. mikrofalowe promieniowanie t³a. Tu¿ po narodzinach Wszech¶wiat by³ rozgrzan± kul± plazmy gwa³townie siê rozszerzaj±c± i stygn±c±. Oko³o 300 tys. lat pó¼niej nadszed³ moment, kiedy plazma och³odzi³a siê i przekszta³ci³a w chmurê zwyk³ych atomów. Plazma jest nieprzezroczysta, ale gaz - jak powietrze - ju¿ nie zatrzymywa³ promieniowania. Od tej pory zaczê³o siê ono swobodnie wa³êsaæ po bezmiarach przestrzeni kosmicznej, stygn±c z czasem, by w koñcu dotrzeæ do Ziemi i szumieæ w antenie.
Astrofizycy po raz pierwszy zyskali szansê, by - badaj±c to promieniowanie - zg³êbiæ same pocz±tki ¶wiata.
 Szpieg Pana Boga na orbicie
Mikrofale s± jednak poch³aniane przez wilgoæ w powietrzu i trudno je mierzyæ na powierzchni Ziemi. Zw³aszcza ¿e s± te¿ 100 mln razy s³absze ni¿ otaczaj±ce nas na co dzieñ promieniowanie cieplne.
W 1974 r. John Mather zatrudniony w o¶rodku kosmicznym im. Goddarda zaproponowa³ amerykañskiej agencji kosmicznej NASA, by wys³aæ na orbitê niewielkiego satelitê, który dok³adnie zmierzy kosmiczne mikrofale nad atmosfer±. NASA d³ugo nie kwapi³a siê do jego projektu, mimo ¿e satelita mia³ byæ tani. Naukowiec by³ uparty i cierpliwy, ale ju¿ chcia³ zmieniæ temat badañ, kiedy wreszcie osiem lat pó¼niej projekt zatwierdzono.
To nie by³ jednak koniec opó¼nieñ. W 1986 r. COBE by³ gotowy i czeka³ w kolejce na start, kiedy nast±pi³a katastrofa promu Challenger i na kilka lat loty na orbitê zosta³y wstrzymane.
Satelita trafi³ w kosmos dopiero 18 listopada 1989 r. Ju¿ pierwsze pomiary przes³ane na Ziemiê potwierdzi³y, ¿e promieniowanie t³a ma dok³adnie tak± sam± postaæ jak ciep³o emitowane przez rozgrzany obiekt. Musia³ nim byæ sam Wszech¶wiat - 300 tys. lat po Wielkim Wybuchu rozgrzany do temperatury 3 tys. stopni. Nie ma dzi¶ hipotezy, która mog³aby temu zaprzeczyæ.
Promieniowanie t³a od miliardów lat przemierza bezdro¿a kosmosu i zd±¿y³o znacznie ostygn±æ. Z jego pomoc± mo¿na by³oby dzi¶ podgrzaæ dania w kuchence mikrofalowej jedynie do temperatury 2,7 stopnia powy¿ej absolutnego zera (ok. -273 st. C).
Wszystko ¶wietnie zgadza³o siê z teori±. Gdy Mather og³asza³ swoje wyniki na konferencji Amerykañskiego Stowarzyszenia Astronomicznego w styczniu 1990 r., dosta³ wielk± owacjê.
Kosmiczne zmarszczki
Sensacyjne by³y te¿ wskazania innego przyrz±du - radiometru ró¿nicowego, który zmierzy³ niewielkie ró¿nice w temperaturze mikrofal (siêgaj±ce ledwie jednej stutysiêcznej stopnia). Te drobne ró¿nice oznacza³y, ¿e eksplozja Wielkiego Wybuchu nie by³a jednorodna. Miejscami materia by³a trochê bardziej zagêszczona, a zatem gorêtsza, w innych punktach - rozrzedzona i zimniejsza.
Domy¶lono siê, ¿e to zarodki pierwszych struktur, "zmarszczki na przestrzeni kosmicznej", z których potem wy³oni³y siê obecne supergromady galaktyk.
23 kwietnia 1992 r. dr George Smoot, szef zespo³u mierz±cego temperaturê mikrofal, wyst±pi³ podczas konferencji Amerykañskiego Towarzystwa Fizycznego i pokaza³ komputerow± mapê "zmarszczek".
Nastêpnego dnia ró¿owo-pomarañczowe jajowate zdjêcie niemowlêcego kosmosu trafi³o na czo³ówki gazet na ca³ym ¶wiecie. Opatrywano je komentarzem Stephena Hawkinga: "To najwiêksze odkrycie stulecia, je¶li nie wszech czasów".
Nie ulega w±tpliwo¶ci, ¿e John Mather i George Smoot poszerzyli granice nauki. Sprawili, ¿e pytanie o powstanie i ewolucjê Wszech¶wiata przesta³o byæ wy³±czn± domen± metafizyki lub religii.
(gazeta.pl)
Zapraszamy do zazpoznania siê z biografiami:
John C. Mather »
George F. Smoot »
galeria zdjêæ noblistów »
|
|
|
|
|
