A kitüntetést nem a legesélyesebbnek tartott jelölteknek ítélték. A Thomson Scientific nevű tudományos publicisztikai társaság jóslataiban az Alan H. Guth, Andrei Linde és Paul J. Steinhardt alkotta tudóscsapatot, illetve a japán Shuji Nakamurát nevezte meg lehetséges nyertesekként.
A két díjazott John C. Mather és George F. Smoot a feketetest-sugárzás és a mikrohullámú kozmikus háttérsugárzás anizotrópiájának felfedezéséért kapták az elismerést.
John. C. Mather és George F. Smoot
Anizotrópiának azt a jelenséget nevezik, amikor az anyag egyes fizikai tulajdonságai függnek az iránytól.) A két tudós kutatási eredményei alapján mondhatjuk, hogy a világegyetem valóban az Ősrobbanásnak köszönheti a megszületését.
Hogyan keletkezett a világegyetem?
A világegyetem keletkezésére több kozmológia elmélet is próbál magyarázatot adni. Ezek közül a két legismertebb az Ősrobbanás (Big Bang - Nagy Bumm) elmélet, és az állandó állapotú (steady state ) világegyetem modellje. Léteznek még egyéb modellek is, de azok ismertsége meg sem közelíti az előbb említett kettőét. (Ilyen pl. James Hartle és Stephen Hawking elmélete, amely a két, fent említett modell közti köztes utat kereste. Szerintük lehet az idő a múltban véges, ám mégis határtalan.
Az Ősrobbanás elmélete már klasszikus elméletnek számít, és mára talán a legszélesebb körben elfogadott és a legjobban bebizonyított hipotézis az összes közül. Az elmélet szerint az Univerzum egy végtelenül apró pontba, egy ún. szingularitásba volt valamikor összesűrűsödve. Ebből az állapotból egy óriási erejű robbanás repítette széjjel, körülbelül 15-20 milliárd évvel ezelőtt.
Az elméleti fizikusok számításaik alapján megjósolták, hogy az Ősrobbanás utáni időszakban keletkezett sugárzás maradványa ma mikrohullámú sugárzás formájában jelen lehet a Világegyetemben. A. Penzias és Robert Wilson 1965-ben fel is fedezte ezt a sugárzást, és ezért 1978-ban megkapták a fizikai Nobel-díjat. Ez egyértelmű bizonyíték volt az Ősrobbanással kezdődő elmélet helyességére.
Az első megfigyelés természetesen csak a sugárzás meglétét igazolta, ennek részletes vizsgálata, tulajdonságainak felderítése csak később történt meg. Földi, magas hegyeken és a légkörben végzett mérésekkel nem sikerült tisztázni a sugárzás spektrumának alakját - a megoldást műholdakkal végzett mérések szolgáltatták.
A COBE
A COBE (Cosmic Background Explorer) a NASA egyik csillagászati műholdja, amelynek feladata a mikrohullámú kozmikus háttérsugárzás vizsgálata volt. 1989. november 18-án indították.
A sugárzás részleteit először a COBE műhold tanulmányozta. Adatainak elemzésével világosan bebizonyosodott, hogy ebben a sugárzásban mintegy tízezred fok nagyságú anizotrópia van. Ez azt jelenti, hogy az égbolt egyes irányaiból több, más irányaiból kisebb erősségű kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás érkezik. Ezek a kis anizotrópiák a galaxisok kialakulásának előfeltételei, nélkülük nem jöttek volna létre a csillagrendszerek.
A közismert COBE kép, amelyen láthatóak a mikrohullámú kozmikus háttérsugárzás kis mértékű hőmérsékletingadozásai.
E sugárzás mérését végezte el John C. Mather és George F. Smoot, az általuk kifejlesztett és az űrbe juttatott, a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás mérését lehetővé tevő készülékkel. Felfedezésük annak megfigyelésnek a bizonyítéka, hogy az Ősrobbanást követően a világegyetem nem volt teljesen azonos hőmérsékletű mindenütt. Az akkori sűrűség- és hőmérsékleti ingadozások létezésének lenyomata manapság már csak a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás anizotrópiájában látható.
A COBE méréseit továbbiak követték, legutóbb a WMAP műhold pontosította az anizotrópia térképet, a korábbinál sokkal finomabb részleteket tárt fel . Az új, pontosabb mérések is igazolták az Ősrobbanás elméletét, és bizonyítékot szolgáltattak arra is, hogy az Univerzumnak volt egy ún. inflációs szakasza, amikor nagyon gyorsan tágult. A hőmérséklet irányeloszlásának ismerete segít a modern fizika egyik nyitott alapkérdésének megválaszolásában is: milyen a látható anyag, a sötét anyag és az ismeretlen sötét energia aránya és sűrűségeloszlása.
2001 júniusában a NASA egy másik háttérsugárzásmérő missziót inditott útjának a WMAP-et, hogy az egész égbolt anizotrópiáját pontosabban megmérje. Eredményei szoros összhangban állnak a kozmikus infláció modelljéből várt eredményekkel és más kiegészítő elméletekkel.
WMAP kép a mikrohullámú háttérsugárzás egyenetlenségeiről
John C. Mather 60 éves, a NASA Goddard-űrközpontjában dolgozik. George F. Smoot 61 éves, a Kalifornia Egyetem professzora Berkeley-ben. A díjat egyenlő arányban megosztva kapták.
Források: index.hu, Origo.hu, www.nobel.se
