De Nobelprijs voor de Natuurkunde is dit jaar toegekend aan drie onderzoekers voor hun bijdrage aan twee unieke vakgebieden.

De helft van de prijs van 9 miljoen Zweedse kroon (A$ 1,34 miljoen) gaat naar James Peebles, een Canadese kosmoloog aan de Princeton University, "voor theoretische ontdekkingen in de fysieke kosmologie."

De andere helft is verdeeld over twee Zwitserse astronomen, Michel Burgemeester van de Universiteit van Genève, en Didier Queloz van de Universiteit van Genève en de Universiteit van Cambridge, "voor de ontdekking van een exoplaneet die rond een ster van het zonnetype draait."

Göran Hansson, Secretaris-generaal van de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen, zeiden dat samen, deze bijdragen geven ons een "begrip van de evolutie van het universum en de plaats van de aarde in de kosmos."

Kosmologie

Peebles' theoretische berekeningen hebben kosmologen in staat gesteld om de kosmische microgolfachtergrond (CMB) te interpreteren, overgebleven straling van de nasleep van de geboorte van het universum 13,8 miljard jaar geleden. Meer dan 50 jaar geleden bij toeval ontdekt, de CMB vertegenwoordigt een goudmijn voor kosmologen, met geheimen over de oorsprong van het universum, leeftijd, en compositie.

Hoewel het theoretische kader van Peebles de sleutel heeft geleverd tot het ontsluiten van de geheimen van de CMB, het heeft kosmologen ook met een nog grotere vraag achtergelaten - een die draait om de samenstelling van het universum.

Momenteel, gewone materie - de stof waaruit de sterren bestaan, de planeten, en alles op aarde - wordt verondersteld slechts 5% van de totale massa en energie in het universum te omvatten. De rest bevat een mengsel van donkere materie (25%), een mysterieuze vorm van materie die onzichtbaar is voor traditionele observatietechnieken, en donkere energie (70%), waarvan wordt gedacht dat het de reden is voor de uitdijing van het universum.

Hoewel deze "donkere" componenten meestal ongrijpbaar blijven, het baanbrekende werk van de Amerikaanse astronoom Vera Rubin bewees bijna zonder enige twijfel dat donkere materie bestaat. Rubins ideeën brachten een revolutie teweeg in de kosmologie, maar helaas won ze nooit een Nobelprijs en stierf in 2016.

exoplaneten

Mayor en Queloz werden geëerd voor hun ontdekking in 1995 van een exoplaneet - een planeet buiten ons zonnestelsel - die rond een zonachtige ster draait.

Met behulp van op maat gemaakte instrumenten op de Observatoire de Haute-Provence-telescoop in Frankrijk, Burgemeester en Queloz zagen een verre ster in het sterrenbeeld Pegasus, genaamd 51 Pegasi, en vond het wankelen.

Deze wiebeling wordt veroorzaakt door de zwaartekrachtseffecten van een planeet die aan zijn moederster trekt en is waarneembaar via de veranderende aard van het licht van de ster. Wanneer bekeken door een verre waarnemer, de wiebel beïnvloedt het lichtspectrum van de ster. Als de ster in de richting van een waarnemer beweegt, het spectrum lijkt enigszins verschoven naar het blauwe uiteinde, maar als het weggaat, het is verschoven naar het rode uiteinde.

Door naar deze "Doppler-verschuivingen" te kijken met behulp van een observatiemethode die bekend staat als radiale snelheid, astronomen kunnen niet alleen de aanwezigheid van een planeet detecteren, maar schat ook de massa en de omlooptijd (de lengte van het "jaar") van de planeet.

Burgemeester en Queloz ontdekten een Jupiter-massaplaneet, genaamd 51 Pegasi b. Zijn omlooptijd was slechts 4,2 dagen, vergeleken met de 365-daagse reis van de aarde rond de zon. Dit was op zich al een verrassing, aangezien astronomen niet hadden verwacht dat zo'n massieve planeet zo snel en dicht rond zijn moederster zou draaien. De ontdekking gaf aanleiding tot de bijnaam "hete Jupiter" voor dit soort planeten, en luidde een nieuw tijdperk van exoplaneetonderzoek in.

Vandaag, meer dan 4, 000 exoplaneten ontdekt in de Melkweg, met nog veel meer verwacht in de komende jaren. Naast het geven van nieuwe inzichten aan astronomen in hoe ons zonnestelsel en zijn planeten gevormd en geëvolueerd zijn, exoplaneetonderzoek kan ook de ultieme vraag beantwoorden of we alleen in het universum zijn.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.