Fund af exoplanet og universets baggrundsstråling får Nobelprisen i fysik 2019
Professor James Peebles modtager årets Nobelpris for sit bidrag til vores forståelse af universets historie og udvikling. Han deler den med Michel Mayor og Didier Queloz, som modtager anden halvdel af prisen for deres opdagelse af den første exoplanet, der kredser om en sollignende stjerne.

Året Nobelpris i fysik deles i dag af professor James Peebles fra Princeton University, som modtager den ene halvdel af de 9 millioner svenske kroner.

Anden halvdel af prisen går til Michel Mayor og Didier Queloz fra Geneve Universitet.

Deres forskning har gjort os klogere på universets oprindelse og historie og på vores egen plads i universet. 

Nobelprisen

Nobelprisen blev første gang uddelt i 1901 og er etableret af Alfred Nobel, der nok er mest kendt for at have opfundet dynamit.

Med prisen følger ni millioner svenske kroner.

Prisen kan ikke modtages af afdøde personer.

Læs mere om prisen, og hvorfor nogle mener, at den er håbløst gammeldags, i artiklen 'Forskere revser Nobelprisen: Unfair og gammeldags rammer'.

  • James Peebles modtager prisen for sine opdagelser af kosmisk stråling fra kort tid efter universets fødsel.
  • Michel Mayor og Didier Queloz får deres del af prisen for den første opdagelse af en exoplanet, som kredser omkring en sollignende stjerne uden for vores solsystem.

Lyset fra det tidlige univers

For 14 milliarder år siden startede universet sin udvidelse og gik fra at have været en lille ekstremt tæt klump af masseløse partikler til at blive noget helt andet. 

De første 380.000 år af universets udvikling dannedes elementarpartikler, og de udgjorde en slags partikelsuppe, som stadig var så tæt, at intet lys kunne undslippe.

Men efter cirka 380.000 kom der små sprækker i den tætte suppe af partikler, og små lyspartikler kunne undslippe og flyve afsted udad i universet.

Lys er en partikel

Lys er også en partikel nemlig en foton, som bevæger sig med lysets hastighed, hvis den ikke bremses.

380.000 år efter Big Bang var universet blevet så 'utæt', at fotoner kunne løsrive sig og fare uhindret afsted.

De lyspartikler er den kosmiske baggrundsstråling, som James Peeples har været en af de vigtigste drivkræfter til at få beskrevet og forstået teoretisk.

I dag modtog han den ene halvdel af Nobelprisen i fysik for det arbejde.

»Den kosmiske baggrundsstråling er det tidligste lys fra universet. Ved at studere det lys kan vi få viden om det allertidligste univers,« fortæller Mads Toudal Frandsen, der er lektor på Institut for Fysik, Kemi og Farmaci og på CP3-Origins ved Syddansk Universitet.

Hans kollega professor Martin S. Sloth forsker netop i universets oprindelse. Han var Danmarks første professor i teoretisk kosmologi, og han er begejstret og stolt over, at James Peebles modtager Nobelprisen.

»Han var jo med til at skrive den første artikel, hvor man forstod, hvad opdagelsen af den kosmiske stråling egentlig var. Han var en af 'the founding fathers' af Big Bang-teorien og forståelsen af den. Han har været en drivkraft inden for forskningen i universets oprindelse,« siger han.

James Peebles forskning var med til at etablere Big Bang-teorien, som den mest valide videnskabelige model for universets oprindelse og ikke bare en løs tanke, påpeger Martin S. Sloth.

»Det er dejligt at se, at nobelpriskomiteen hylder nysgerrighedsdreven forskning og forskning i de helt store spørgsmål,« understreger han.

LÆS OGSÅ: Kosmisk baggrundsstråling påviste Big Bang. Men hvem kan tage æren for opdagelsen?

Beviset for Big Bang

Frem til midten af 1960'erne konkurrerede to teorier om universets oprindelse.

  • Big Bang-teorien, der sagde, at universet var blevet skabt ud fra en meget tæt klump af partikler og stråling, som begyndte at udvide sig og stadig udvidede sig.
  • Og steady state-modellen, der mente, at universet altid havde været der og var stabilt.

I 1964 undersøgte to amerikanske fysikere Arno Penzias og Robert Wilson radiosignaler fra Mælkevejen ved en bølgelængde, der ligger i mikrobølgeområdet. De opfangede en svag støj, som en konstant strøm af mikrobølger fra universet.

Det var de data, James Peeples analyserede i 1965 og kom frem til, at der var tale om en konstant kosmisk stråling. En strøm af lys fra det allertidligste univers.

»Strålingen er så ekstremt ensartet, at det må komme fra samme start-udgangspunkt. Uanset hvor vi måler, er der kun en hundredetusindedel forskel på temperatur i strålingen fra sted til sted. Det er evidens for Big Bang,« siger Mads Toudal Frandsen.

»De kunne fastslå, at strålingen kom udenfor vores galakse og dermed havde en kosmisk kilde og passede med forudsigelsen i Big Bang-teorien,« supplerer Martin S. Sloth.

Mads Toudal Frandsen forsker i mørkt stof, som faktisk udgør 85 procent af massen i vores univers, men som vi ikke kan observere med teleskoper, fordi det ikke lyser. Alligevel ved vi, at det findes, fordi det påvirker resten af universet via tyngdekraften.

James Peeples forskning i baggrundsstålingen har været med til at skabe yderligere sikkerhed for, at mørkt stof faktisk findes, forklarer Mads Toudal Frandsen.

»Tyngdekraften gør, at ting - partikler - klumper sammen. Tyngdekraften modvirkes af tryk fra strålingen i det tidlige univers, der har den modsatte effekt. På grund af strålingstrykket er tyngdekraften fra de kendte partikler ikke nok, til at de ville være klumpet nok sammen til at danne planeter og stjerner og galakser. Der mangler det mørke stof,« forklarer han.

LÆS OGSÅ: Hvad er mørkt stof?

Første planet uden for vores solsystem

Hvor James Peebles forskning har gjort os klogere på selve universets oprindelse, har de to professorer Michel Mayor og Didier Queloz givet os et nyt indblik i stjernerne og planeterne i vores egen galakse Mælkevejen og en helt ny forståelse af, hvordan universet kom til at se ud, som det gør.

I 1995 opdagede de to forskere den første planet, som kredser om en anden stjerne end Solen.

Påvirkning af tyngdekraft afslørede første exoplanet

Når man leder efter stjerner i universet bruger man teleskoper, som kan opfange lys. Planeter lyser ikke særligt meget, og derfor må man normalt finde dem på en anden måde. 

Mange af de moderne teleskoper finder exoplaneter ved at måle et lille dyk i lysstyrker fra den stjerne, planeten kredser om. Men det fandtes ikke i 1995, hvor dagens nobelprismodtagere gjorde deres opdagelse.

De målte i stedet planetens tyngdekrafts påvirkning af den stjerne, den kredsede om.

»De brugte en teknik, hvor de målte på stjernen. De målte, om tyngdekraft fra planeten påvirkede stjernen. Tyngdekraften ændrer lyset en lille smule. De kunne se, at der var noget, der trak i stjernen. På den måde kunne de se, at planeten hver fjerde dag foretager en omkredsning af stjernen,« fortæller Hans Kjeldsen.

Professor på Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet Hans Kjeldsen var en ung forsker dengang, og han husker stadig, da han hørte om de to schweiziske forskere opdagelse:

»Jeg kan huske det meget tydeligt. Jeg kan huske, vi talte om det, og om at det ikke kunne passe, at det var en planet, de havde fundet,« siger han.

Didier Queloz og Michel Mayor havde opdaget en planet på størrelse med Jupiter, som kredsede helt tæt omkring sin stjerne. Den havde en omløbstid på bare fire dage. Jorden er som bekendt 365 dage om at nå en rundtur omkring Solen.

»Vi troede simpelthen ikke på det, fordi ingen teorier kunne forklare, at så stor en planet kunne være så tæt på sin moderstjerne. Vores teorier er lavet om nu. Det er det, der er så spændende ved det her. At den første opdagelse, vi gør, fuldstændig modsiger vores teorier,« siger han.

LÆS OGSÅ: Vi kender nu 4.000 exoplaneter, og de fleste fjerne kloder ligner slet ikke vores

Alle solsystemer er forskellige

Før Didier Queloz og Michel Mayors opdagelse, troede man, at alle solsystemer ville minde om vores eget med små klippeplaneter inderst og store gasplaneter yderst.

»Deres opdagelse har startet et helt nyt forskningsfelt, og i dag ved vi, at solsystemer kan være fuldstændig forskellige,« fortæller Hans Kjeldsen.

Siden har man fundet mere end 4.000 af de såkaldte exoplanter, som er planeter der kredser om andre stjerner end solen.

»Jeg ser det som, at Nobelprisen i år som helhed er givet for forskning, som har givet os en markant større viden om, hvordan vi gik fra Big Bang til i dag, og hvordan universet faktisk er bygget op,« siger Hans Kjeldsen.

LÆS OGSÅ: Indblik i cellers evne til at sanse ilt hædres med Nobelprisen i medicin 2019

LÆS OGSÅ: Her er opskriften på en dansk Nobelpris

LÆS OGSÅ: Ingen gider læse Nobelpris-vinderes artikler

 

Nobelpriskomiteen skriver om prismodtagerne: De har for altid forandret vores syn på verden

Dette års modtagere har transformere vores ider om kosmos.

James Peebles’ teoretiske opdagelser bidrog til vores forståelse af, hvordan universet udviklede sig efter Big Bang.

Michel Mayor og Didier Queloz undersøgte vores kosmisk nabolag i jagten på ukendte planter.

Deres opdagelser har for altid forandret vores forestilling om verden.

»Vores syn på vores plads i universet vil aldrig blive den samme igen,« lød afslutningsbemærkningerne fra professor i fysik på Uppsala Universitet Ulf Danielsson og medlem af nobelkomiteen.
 

De var tippet til at modtage prisen

På Videnskab.dk havde vi tippet på fotograferingen af det sorte hul, som du kan læse om her: Første billede af et sort hul nogensinde: »Ligner en ring af ild«

Vores bud var baseret på, at det bare er for sejt.

Analyseinstituttet Clarivate Analytics havde dog nogle måske mere realistiske bud.

De baserer dem nemlig på, hvilke videnskabelige artikler, der er blevet citeret flest gange af andre forskere. Det gør de på baggrund af data fra databasen Web of Science.

Ifølge Clarivate Analytics er der tre favoritter til Nobelprisen i fysik:

  • Artur K. Ekert professor i kvantefysik på Matematisk Institut på Oxford University og
    Lee Kong Chian Centennial professor på National University of Singapore.
    Begge forsker i kvantefysik, kvantecomputere og kvantekryptering.
     
  • Tony F. Heinz professor i anvendt fysik og foton-forskning på Stanford University.
    Han forsker i nanoteknologi.
     
  • John P. Perdew professor i fysik og kemi på Temple University i Philadelphia.
    Han forsker i elektroners strukturer.

Ingen af os viste sig at få ret.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.