Tohto roku sa už po 113. raz udeľovala Nobelova cena za fyziku. Laureátom ju odovzdávajú tradične 10. decembra a tento rok si ju prídu prevziať traja astrofyzici. Oficiálne ocenenie znie: Za príspevky k porozumeniu evolúcie vesmíru a miesta, aké v ňom zastáva Zem.
Polovicu Nobelovej ceny za fyziku v roku 2019 dostane kanadsko-americký kozmológ James Peebles (84), ktorý sa od roku 1965 vedecky zaoberal teóriami počiatku vesmíru a položil základy modernej teoretickej a pozorovacej kozmológie. Z jeho výskumu okrem iného vyplynulo, že väčšinu hmoty a energie vo vesmíre nie sme schopní priamo pozorovať. Druhú polovicu si medzi sebou rozdelia Michel Mayor (77) a jeho bývalý študent Didier Queloz (53). Títo švajčiarski astrofyzici v roku 1995 objavili prvú exoplanétu obiehajúcu okolo Slnku podobnej hviezde v súhvezdí Pegas. Ich objav navždy zmenil naše predstavy o planétach.
Pozostatok zrodu
Keď v roku 1965 Arno Penzias a Robert Wilson (Nobelova cena za fyziku 1978) náhodou objavili kozmické mikrovlnné žiarenie, netušili, že pochádzalo z úplných počiatkov vesmíru. Pátrali po zdroji signálu a zistili, že fyzici zo susednej Princetonskej univerzity, medzi ktorými bol aj Peebles, nositeľ polovice tohtoročnej Nobelovej ceny za fyziku, už predpovedali existenciu a teplotu tohto žiarenia. Jeho teplotu určili len niekoľko stupňov nad absolútnou nulou s drobnými odchýlkami len jednej stotisíciny stupňa! Vesmír bol po svojom zrode extrémne horúci a hustý. Pri rozpínaní postupne chladol. Keď mal asi 380-tisíc rokov, lokálne rozdiely v jeho pôvodnej hustote viedli k sformovaniu skupín galaxií, ktoré teraz pozorujeme, a premietli sa do drobných rozdielov v teplote žiarenia mikrovlnného pozadia. J. Peebles s kolegami teoreticky odvodili, ako možno z rozloženia tejto teploty odhadnúť množstvo hmoty a energie vo vesmíre. Už vtedy poznamenali, že podľa merania rotácie galaxií musí vesmír obsahovať omnoho viac hmoty, ako by zodpovedalo pozorovanej svietiacej normálnej hmote. Ich výpočty veľmi presne potvrdili neskoršie merania pomocou družíc WMAP (2006) a Planck (2013).
Temná hmota
Peeblesov model nerovnomerností teploty v kozmickom pozadí ukázal, že vesmír je geometricky plochý. To znamená, že keby sme sa vydali naprieč vesmírom po dvoch rovnobežných dráhach, nikdy by sa naše cesty nepretli. Keby bol vesmír zakrivený, veľkosť najteplejších škvrniek by sa zmenila podobne, ako keby sme sa na ne pozerali cez šošovku. Naše rovnobežné dráhy vo vesmíre by sa pretli alebo by sa od seba čoraz väčšmi vzďaľovali. Z veľkostí maxím a ich vzájomného pomeru J. Peebles vypočítal, že bežná viditeľná (svietiaca) hmota tvorí len 5 % celkovej hmoty-energie vesmíru. Takzvaná temná (nesvietiaca) hmota, ktorá nereaguje na žiarenie, tvorí až 26 % všetkej hmoty-energie. O povahe a zložení temnej hmoty sa neustále vedú diskusie. Zvyšok, teda 69 %, sa nazýva temná energia. Teoretici predpokladajú, že práve temná energia by mala byť motorom rozpínania sa vesmíru, keďže pôsobí proti jeho vlastnej gravitácii.
Mgr. Ľubomír Hambálek, PhD.
Astronomický ústav SAV
