32 obserwujących
358 notek
308k odsłon
2049 odsłon

Peeblesowi Nobel należał się jak psu kość!

Wykop Skomentuj78

Osiągnięcia Jima Peeblesa w stworzeniu i rozwijaniu teorii kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła, a także w innych działach kosmologii, z pewnością zasługują na Nagrodę Nobla.

image

Jim Peebles (fot. Juan Diego Soler)

Cieszę się, że w tym roku Nobla z fizyki przyznano Jimowi Peeblesowi. Od dawna uważałem, że komu jak komu, ale właśnie jemu ta nagroda szczególnie się należała. Dlaczego? Oto cała historia.

Kiedy ksiądz Georges Lemaître wysunął hipotezę Wielkiego Wybuchu (on sam nazywał go „Pierwotnym Atomem”), a odkryta przez Edwina Hubble’a ucieczka galaktyk stała się mocnym argumentem na jej poparcie, naukowcy zaczęli się zastanawiać nad jej konsekwencjami. W końcu lat 40. ubiegłego wieku George Gamow i jego współpracownicy stwierdzili, że w pierwszych fazach istnienia Wszechświat musiał być bardzo gorący i wypełniony promieniowaniem. Promieniowanie to, będące świadkiem najwcześniejszych epok życia Wszechświata, powinno przetrwać do dzisiaj, ale wskutek ekspansji przestrzeni jego temperatura znacznie spadła.

Na początku lat 60. ten sam problem zaatakowała grupa z Princeton, kierowana przez Roberta Dickego. Dicke był jednym z ostatnich fizyków zajmujących się zarówno doświadczeniami, jak i teorią. Doszedł on do wniosku, że istniejące techniki radioastronomiczne są na tyle czułe, by wykryć promieniowanie pochodzące z Wielkiego Wybuchu (czyli, zgodnie z dzisiejszą terminologią, kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła), polecił więc Peterowi Rollowi i Davidowi Wilkinsonowi zbudowanie odpowiedniej anteny mikrofalowej (miała pracować na długości 3,2 cm), a dwudziestoparoletniemu wówczas Peeblesowi pomyśleć nad konsekwencjami teoretycznymi. Roll i Wilkinson zabrali się za konstruowanie anteny, a Peebles za obliczenia. Wyszło mu, że promieniowanie ma mieć widmo promieniowania ciała doskonale czarnego o temperaturze około 10 stopni powyżej zera absolutnego (czyli 10 kelwinów). Ta wartość była jednak niepewna, gdyż zależała od słabo znanej wartości średniej gęstości Wszechświata. Peebles zaczął pisać artykuł, ale jeszcze zanim go skończył, wygłosił na Johns Hopkins University seminarium o swoich wynikach.

W tym samym czasie w Bell Telephone Laboratories w New Jersey zatrudnionych było dwóch radioastronomów: Arno Penzias i Robert Wilson. Pracowali oni z anteną specjalnie stworzoną do rejestracji fal o długości 7,35 cm, odbijanych od satelity telekomunikacyjnego Echo. Kiedy projekt Echo został zarzucony, Penziasowi i Wilsonowi pozwolono używać anteny do badań czysto naukowych, czyli do obserwacji kosmicznych źródeł promieniowania radiowego.

Zanim to jednak nastąpiło, trzeba było przeprowadzić kalibrację instrumentu i wyeliminować wszelkie możliwe zakłócenia. Gdy naukowcy tego dokonali, okazało się, że nadal pozostaje szum nadchodzący równomiernie ze wszystkich stron nieba. Stwierdzili, że mógłby on odpowiadać promieniowaniu o temperaturze 3,1(±1) kelwina. Penzias i Wilson nie mieli pojęcia, skąd on pochodzi.

image

Wilson i Penzias przed swą anteną w Bell Labs

Tak się złożyło, że seminarium Peeblesa wysłuchał inny radioastronom, który był kolegą kolegi Penziasa. Do Penziasa i Wilsona dotarła więc pocztą pantoflową informacja, że źródłem ich kłopotów może być kosmiczne promieniowanie tła. Penzias zadzwonił do Dickego, a ten wraz ze swą grupą udał się do Bell Laboratories. Po dyskusjach, do czasopisma The Astrophysical Journal zdecydowano się wysłać dwa artykuły. W pierwszym, autorstwa Dickego, Peeblesa, Rolla i Wilkinsona, przedstawiono teorię mikrofalowego promieniowania tła, wspomniano, że w Princeton właśnie budowana jest antena do jego rejestracji, oraz że pomiary przeprowadzone w Bell Laboratories wskazują na jego istnienie. Penzias i Wilson, którzy wówczas nie byli jeszcze przekonani o poprawności tej interpretacji, napisali tylko artykuł o samych wynikach pomiarów, dodając jedynie na zakończenie, że możliwe wytłumaczenie przedstawili Dicke i współpracownicy. Obie prace ukazały się obok siebie w 1965 roku.

W kilka miesięcy później Roll i Wilkinson za pomocą swojej anteny również wykryli promieniowanie tła. Zmierzona przez nich temperatura to 3(±0,5) kelwiny. Wynik ten stał w pełnej zgodzie z pomiarami Penziasa i Wilsona. Następnie inne grupy badaczy uzyskiwały podobne wyniki. (Obecnie za wartość temperatury promieniowania tła przyjmuje się 2,72548±0,00057 K).

Odkrycie promieniowania tła miało niezwykłe znaczenie, gdyż było niezależnym od ucieczki galaktyk potwierdzeniem teorii Wielkiego Wybuchu. Nic więc dziwnego, że w 1978 roku uhonorowane zostało Nagrodą Nobla. Zamiast Dickego i Peeblesa otrzymali ją jednak… Penzias i Wilson!

Trzeba uczciwie przyznać, że ówcześni laureaci tej nagrody wykazali się niezwykłą skrupulatnością w prowadzeniu badań. Rozważali absolutnie wszystkie ewentualne źródła szumu, o jakich można było pomyśleć. Dla przykładu, wyeliminowali możliwość, że pochodzi on od… odchodów, jakie gołębie pozostawiły na antenie. Po pewnym czasie wykorzystali także inną antenę, dzięki której mogli potwierdzić wyniki pomiarów przeprowadzonych za pomocą pierwszego instrumentu. Sądzę, że Penzias i Wilson dostali Nobla właśnie za tę skrupulatność.

Wykop Skomentuj78
Ciekawi nas Twoje zdanie! Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Salon24 news

Co o tym sądzisz?

Inne tematy w dziale Technologie