Професор Принстонського університету Джеймс Піблз реагує на поздоровлення студентів та колег після присудження Нобелівської премії, Принстон, Нью-Джерсі, США, 8 жовтня 2019 року
Фото:

EPA-EFE/JUSTIN LANE

Нобелівську премію з фізики цьогоріч розділять між Джеймсом Піблзом — за дослідження з фізичної космології, та Мішелем Мейором і Дідьє Кело — за відкриття екзопланети, яка обертається навколо зірки сонячного типу. Фізик Максим Лосєв пояснил hromadske, що саме досліджували лауреати та що їхні відкриття означають для людства.
1

Що таке «фізична космологія» та що саме досліджував Піблз?

Фізична космологія — підрозділ астрономії, який вивчає походження Всесвіту та те, як він влаштований. 

Наукові роботи Піблза за більш ніж 20 років допомогли глибше зрозуміти структуру Всесвіту та спланувати нові наукові програми. Його дослідження дозволили підтвердити теоретичні розрахунки щодо природи та розвитку Всесвіту практичними спостереженнями. Зокрема, допомогли зрозуміти, що у Всесвіті всього 4% матерії, яку ми можемо побачити. Решта від нас «прихована», це так звані «темна матерія» і «темна енергія».

2

Що таке «темна матерія» і «темна енергія»?

Згідно з сучасними теоріями, 22% Всесвіту — це «темна матерія», тобто матерія, яку не можна зафіксувати за допомогою інструментів, що є в розпорядженні вчених зараз.

Також існує «темна енергія». Це — гіпотетична форма енергії, яка має від'ємний тиск та рівномірно заповнює весь простір Всесвіту. За розрахунками вчених, її у Всесвіті приблизно 74%.

Напряму спостерігати за «темною матерією» і «темною енергією» ми не можемо, але вони мають гравітаційний вплив на ту матерію, яку ми можемо бачити.

3

А чому дали нобелівку Мейору та Кело? Хіба до них ніхто не відкривав екзопланет?

За чисто астрономічне відкриття Нобелівську премію дали вперше.

Раніше знаходити екзопланети було складніше, тому що їх пошук, по суті, — пошук точки на тлі дуже яскравого диска зірки. Найбільш популярний метод — транзитний. Це коли фіксується зміна яскравості зірки під час проходження через її диск планети (між зіркою та спостерігачем).

Із розвитком технологій з’явилась можливість використовувати під час такого пошуку більш чутливі детектори.

Мейор і Кело використали розроблений ними метод променевих швидкостей. Вони фіксували зміну спектральних характеристик зірки, коли та взаємодіяла з планетою. Коли зірка віддаляється від нас, її спектр зміщується в так звану червону область, коли наближається — в синю. Це стається внаслідок ефекту Доплера.

Дослідження Мейора і Кело дають більше розуміння того, які процеси відбуваються в інших планетарних системах.

4

Скільки вже відкрито екзопланет і наскільки вірогідно, що на них існує життя?

Відкрито вже більше 4000 екзопланет, але майже всі вони знаходяться в планетарних системах, що не схожі на нашу. 

Зірка, навколо якої обертається планета, може бути значно більша за нашу або менша, або взагалі нейтронною. Планети в подібних системах зазнають потужного радіоактивного опромінювання, бомбардування частинками, наприклад — нейтронами. Вони можуть знаходитися поруч із зіркою або мати «сусідом» гарячий газовий гігант, на кшталт Юпітера. Все це призводить до виникнення умов, що не сприяють існуванню життя в звичній для нас формі. Також екзопланети і самі часто є газовими гігантами, схожими на Юпітер.

Наразі відкрита лише невелика частина від гіпотетичної загальної кількості планет. У нашій галактиці, наприклад, їх може бути більш ніж 100 мільярдів. Приблизно п'ята частина з них може бути схожою на Землю.

Сьогодні відкрито вже більше 200 екзопланет, що схожі на нашу та на яких можуть існувати умови для виникнення життя.

5

Що дають ці відкриття і чи змінюють вони сучасне уявлення про Всесвіт?

Будь-яке фундаментальне відкриття або уточнення раніше відомих значень допомагає нам отримати більш детальну картину світу. Це як роздільність цифрової фотографії — що вона більше, то більше деталей ми можемо на ній розгледіти.

Наприклад, пошук екзопланет — це пошук місць, потенційно придатних для переміщення людської цивілізації в майбутньому. Також це дає нам шанс знайти планети, на яких існує життя.

6

Які ще цікаві відкриття претендували на нобелівку з фізики цього року?

  • Квантова криптографія і квантові обчислення. Це відкриття щодо квантових комп'ютерів та швидкісної передачі інформації з посиленим захистом.
  • Надпровідні матеріали з відносно високою робочою температурою.
  • Літій-іонні акумулятори (це дослідження, зрештою, отримало нобелівку з хімії).
7

Які найцікавіші та найкорисніші відкриття минулих років були представлені на Нобелівську премію?

Можна згадати сині світлодіоди, томографи, мікросхеми, транзистори. Або, наприклад, випадкове відкриття мікрохвильового реліктового випромінювання на радіотелескопі, в якому виникали проблеми нібито через пташиний послід в антені.

Поділитись: