Physik-Nobelpreis: Neue Perspektiven für unseren Platz im Universum

Sternkarte mit der Position des Sterns 51 Pegasi. (Credits: © Johan Jarnestad / The Royal Swedish Academy of Sciences)
Sternkarte mit der Position des Sterns 51 Pegasi. (Credits: © Johan Jarnestad / The Royal Swedish Academy of Sciences)

Der diesjährige Physik-Nobelpreis ehrt ein neues Verständnis der Geschichte und Struktur des Universums und die erste Entdeckung eines Planeten, der einen sonnenähnlichen Stern außerhalb unseres Sonnensystems umkreist.

James Peebles’ Einblicke in die physikalische Kosmologie haben das gesamte Forschungsgebiet bereichert und einen Grundstein für die Wandlung der Kosmologie in den letzten 50 Jahren gelegt – von der Spekulation zur Wissenschaft. Sein theoretisches Rahmenwerk, entwickelt seit Mitte der 1960er Jahre, ist die Basis für unsere gegenwärtigen Theorien über das Universum.

Das Urknall-Modell beschreibt das Universum seit seinen ersten Momenten vor fast 14 Milliarden Jahren, als es extrem heiß und dicht war. Seitdem expandiert das Universum und wird größer und kühler. Knapp 400.000 Jahre nach dem Urknall wurde das Universum lichtdurchlässig und die Lichtstrahlen konnten durch den Weltraum reisen. Sogar noch heute umgibt uns diese alte Strahlung und – darin eingeprägt – verbergen sich viele Geheimnisse des Universums. Mit seinen theoretischen Hilfsmitteln und Berechnungen war James Peebles in der Lage, diese Spuren aus der Kindheit des Universums zu interpretieren und neue physikalische Prozesse zu entdecken.

Schematische Darstellung der Entwicklung des Universums nach dem Urknall. (Credit: © Johan Jarnestad / The Royal Swedish Academy of Sciences)
Schematische Darstellung der Entwicklung des Universums nach dem Urknall. (Credit: © Johan Jarnestad / The Royal Swedish Academy of Sciences)

Die Ergebnisse zeigten uns ein Universum, in dem nur fünf Prozent seines Inhalts bekannt ist – die Materie, aus der Sterne, Planeten, Bäume und wir bestehen. Der Rest von 95 Prozent ist unbekannte Dunkle Materie und Dunkle Energie. Das ist ein Rätsel und eine Herausforderung für die moderne Physik.

Im Oktober 1995 gaben Michel Mayor und Didier Queloz die erste Entdeckung eines Planeten außerhalb unseres Sonnensystems bekannt – ein Exoplanet, der einen sonnenähnlichen Stern in unserer Heimatgalaxie, der Milchstraßen-Galaxie, umkreist. Am Haute-Provence Observatory in Südfrankreich konnten sie mit speziell entworfenen Instrumenten den Planeten 51 Pegasi b beobachten, – eine Gaskugel, die mit Jupiter, dem größten Planeten unseres Sonnensystems, vergleichbar ist.

Diese Entdeckung stieß eine Revolution in der Astronomie an, und seitdem wurden in der Milchstraßen-Galaxie mehr als 4.000 Exoplaneten entdeckt. Auch jetzt werden seltsame neue Welten mit einer breiten Vielfalt an Größen, Formen und Umlaufbahnen gefunden. Sie fordern unsere bisherigen Theorien über Planetensysteme heraus und zwingen Wissenschaftler, ihre Theorien über die physikalischen Prozesse hinter dem Ursprung der Planeten neu zu überdenken. Mit zahlreichen geplanten Projekten, um mit der Suche nach Exoplaneten zu beginnen, könnten wir letztendlich eine Antwort auf die ewige Frage finden, ob es dort draußen anderes Leben gibt.

Die diesjährigen Preisträger haben unsere Vorstellungen über das Universum umgekrempelt. Während James Peebles’ theoretische Entdeckungen zu unserem Wissen über die Entwicklung des Universums nach dem Urknall beitrugen, erforschten Michel Mayor und Didier Queloz unsere kosmischen Nachbarschaften bei der Suche nach unbekannten Planeten. Ihre Entdeckungen haben unsere Vorstellungen von der Welt für immer verändert.

Quelle

(THK)

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