Vår plats i kosmos
Hur uppstod världsalltet, och vilken är vår plats i det? Tack vare årets pristagare i fysik vet vi mycket mer. Årets pris är tvådelat. Den ena hälften belönar forskning som bidrar till förståelsen av hur universum uppstod. Den andra hälften går till den upptäckt som inledde forskningen om exoplaneter – planeter utanför vårt solsystem.
NÄR KOSMOLOGI BLEV VETENSKAP
Vårt universum är närmare fjorton miljarder år gammalt, och har utvidgats från ett hett och tätt tillstånd som vi kallar big bang till det världsallt vi känner i dag fyllt av stjärnor och galaxer. Vi vet också att den materia som går att se i teleskop och olika instrument bara är ungefär fem procent av universums innehåll. Fem gånger mer, eller totalt 26 procent, är mörk materia – osynlig men med tyngdkraft som har betydelse för att galaxer skulle kunna bildas. Återstoden av det som fyller universum kallas för mörk energi, och är orsaken till att universums expansion accelererar.
Så ser dagens läroboksmodell för vårt universum ut. Kunskapen kommer bland annat från observationer av universums bakgrundsstrålning, det ljus som frigjordes efter big bang när materian svalnat tillräckligt för att bli genomskinlig.
Men när årets Nobelpristagare i fysik, James Peebles började intressera sig för universums uppbyggnad och utveckling fanns det inte mycket vetenskapliga data att luta sig mot. Peebles har därför varit en pionjär för det vi i dag vet om universum. Bland annat användes hans teorier av Arno Penzias och Robert Wilson vid Bell labs när de visade att bakgrundsstrålningen finns. 1965 brottades de nämligen med en oväntad störning av mikrovågsstrålning, som kom från alla riktningar i rymden. De hörde talas om att den unge James Peebles och forskargruppen som han ingick i hade förutsett att det skulle finnas en bakgrundsstrålning från universums barndom. De vände sig till dem för att förstå vad det var de hade upptäckt. (Penzias och Wilson fick Nobelpriset i fysik 1978 för upptäckten av den kosmiska bakgrundsstrålningen.)
Sedan dess har James Peebles kommit med viktiga bidrag inom de flesta stora framsteg som skett i utvecklingen av kosmologin till en kvantitativ vetenskap. Han beskrev bland annat hur kosmologiska parametrar skulle kunna utläsas ur de svaga variationerna i den kosmiska bakgrundsstrålningen. Han beräknade hur mycket materia som bildades vid universums födelse, och förstod att något i stil med mörk materia skulle behövas. Senare diskuterade han att den mörka materian borde vara ”kall”, det vill säga bestå av något som rör sig ganska långsamt, för att kunna bidra till att tätare områden bildas och galaxer kan uppstå. Han återinförde också den så kallade kosmologiska konstanten som Einstein hade haft med i ekvationerna för universum, men förkastat – nu visade den sig ha en viktig funktion i kosmologin och förknippas med den mörka energin.
För livsverket med alla bidrag till kosmologin belönas James Peebles med halva årets Nobelpris i fysik.