Путешествие в прошлое вселенной: в чем заслуга лауреатов Нобелевской премии по физике и химии

Нобелевскую премию 2019 года по физике — «за вклад в понимание эволюции Вселенной и места Земли в космосе» — разделили на две части, одна часть досталась американцу Джеймсу Пиблзу, а вторая — Мишель Майор и Дидье Кело, а Нобелевская премия по химии за 2019 год присуждена Джону Гуденафу, Стэнли Уиттингему и Акире Йошино за развитие литий-ионных батарей. Об этом пишет BBC.

Фото: Depositphotos

Одну половину премии по физике получил американец Джеймс Пиблс из Принстонского университета — за теоретические открытия в области физической космологии. Вторую разделили Мишель Майор из Университета Женевы и Дидье Кело из Кембриджа — за открытие экзопланеты, вращающейся вокруг звезды солнечного типа.

«Лауреаты этого года помогли ответить на основополагающие вопросы нашего бытия, — говорится в заявлении Нобелевского комитета. — Что происходило на самых ранних этапах существования Вселенной и что случилось потом? Существуют ли где-то другие планеты, вращающиеся вокруг других звезд?»

Как было сказано на церемонии объявления лауреатов , открытия этих ученых «обрисовали картину Вселенной, которая оказалась куда загадочнее и удивительнее, чем мы могли себе вообразить».

В чем суть этих фундаментальных открытий?

В 1965 году американские физики Арно Пензиас и Роберт Вильсон обнаружили удивительное тепловое излучение, происходящее из непонятного источника и равномерно заполняющее все космическое пространство.

По теме: ‘Перекрыть раку кислород’: за что дали Нобелевскую премию по медицине

Так было получено экспериментальное подтверждение теории Большого взрыва. Странное излучение оказалось его отголоском — почти таким же древним, как сама Вселенная, возникшим на самых ранних этапах ее существования. Именно поэтому русскоязычные ученые называют это излучение реликтовым, в английской литературе чаще употребляется термин «космический микроволновый фон».

Мы ничего не знаем о том, что было до Большого взрыва, произошедшего около 14 млрд лет назад. Однако мы знаем, что началось сразу после: Вселенная, представлявшая собой сгусток раскаленной плазмы, начала быстро расширяться — и параллельно остывать.

Примерно через 400 тысяч лет она расширилась и остыла настолько, что стала «прозрачной» — фотоны перестали непрерывно наталкиваться на другие частицы и стали свободно перемещаться в пространстве. Эти древние кванты света и составляют космический микроволновый фон.

Но обнаружить реликтовое излучение — все равно, что найти древний текст на неизвестном мертвом языке. Чтобы его прочесть, необходимо разобрать загадочные письмена и перевести их — изложить в доступной для понимания форме.

Джеймс Пиблс смог это сделать при помощи языка математики, заложив таким образом основы теоретической космологии. Ему удалось предсказать целый ряд эффектов реликтового излучения, в том числе его роль в формировании галактик. Дальнейшие расчеты помогли подтвердить гипотезы о существовании холодной темной материи (которая не испускает электромагнитного излучения) и темной энергии, которая объясняет всё ускоряющееся расширение Вселенной.

По теме: Самые грязные деньги и намагниченные тараканы: кто и за что получил Шнобелевскую премию-2019

Более поздние наблюдения и данные спутников подтвердили правоту предположений американского физика. Теперь мы знаем, что привычная нам материя — то есть всё, что наука изучала на протяжении тысячелетий — составляет лишь 5% от всей энергии, содержащейся в нашей Вселенной.

На темную материю приходится еще 26%, на темную энергию — 69%. Природу этих загадочных гипотетических компонентов нам еще только предстоит понять.

Тысячи новых миров

В октябре 1995 Мишель Майор и Дидье Кело открыли новую страницу в истории космоса, объявив об обнаружении первой экзопланеты (то есть планеты за пределами нашей Солнечной системы) на орбите звезды солнечного типа.

До этого в ученых не было ответа на вопрос, существуют ли в принципе какие-либо другие планеты, обращающиеся вокруг известных нам звезд. В отличие от горячих светил, их холодные спутники не излучают света — так что для поиска экзопланет приходится использовать косвенные доказательства.

Изначально новую планету называли Беллерофон, однако позже она получила официальное название Димидий. Вращается этот газовый гигант вокруг звезды Гельветиос, расположенной на расстоянии примерно 50 световых лет в созвездии Пегаса и относящейся к типу желтых карликов — как и наше Солнце.

По теме: ‘Технологии должны быть вне политики’: российский школьник получил малую Нобелевскую премию в США

Димидий принадлежит к классу «горячих юпитеров», то есть по массе сравним с самой тяжелой планетой нашей Солнечной системы, но расположен настолько близко к своей звезде, что его орбита на порядок меньше орбиты Меркурия.

Именно это и помогло его обнаружить. Столь массивный спутник на столь близкой орбите (полный оборот вокруг Гельветиоса планета делает всего за 4,23 суток) заставляет свою звезду слегка колебаться относительно Земли, поскольку оба удаленных объекта вращаются вокруг общего центра масс. Это колебание было замечено учеными и легло в основу открытия Майора и Кело.

За прошедшие с тех пор 24 года было обнаружено уже более 4000 экзопланет. Среди них есть и те, что похожи на Землю — не исключено, что там есть условия, в которых может существовать жизнь.

Нобелевская премия по химии

Нобелевскую премию по химии получил Джон Гуденаф — профессор Техасского университета в Остине, Стэнли Уиттингем работает в Бингемтонском университете в Нью-Йорке, Акира Йошино — в Университете Мейхо в Японии. Награду они поделят между собой поровну, каждый получит по 9 млн шведских крон ($905 175).

97-летний Гуденаф стал самым пожилым человеком, когда-либо получавшим Нобелевскую премию.

По теме: Школьницу выдвинули на Нобелевскую премию: она бросила учебу ради борьбы с изменением климата

Литий-ионные батареи сыграли важную роль в развитии высоких технологий. Они гораздо легче и компактнее, чем более ранние типы аккумуляторов, и используются в портативной электронике: мобильных телефонах, ноутбуках, кардиостимуляторах и электромобилях.

В прошлом году лауреатами Нобеля стали трое ученых из США и Британии: исследовательница из Калифорнийского технологического института Фрэнсис Арнольд, профессор Университета Миссури Джордж Смит и почетный сотрудник лаборатории молекулярной биологии в Кембридже сэр Грегори Винтер — за изобретение способа «направлять эволюцию» и создавать новые ферменты и антитела.

Эти исследования уже используются на практике в производстве новых лекарств и экологического топлива.

Химия была близка Альфреду Нобелю — как известно, прекрасно разбиравшемуся во взрывчатых веществах, — и он вписал химию в свое завещание на второе место после физики.

И как ни странно, именно химики чаще других ученых — нобелевских лауреатов оказывались тесно связаны с политикой.

По теме: В академии, присуждающей Нобелевскую премию, выявлена утечка секретной информации

Двоим немецким химикам Гитлер запретил получать Нобелевскую премию в конце 1930-х годов.

Когда Нобель встречается с Лениным

Лишь два человека в мире имели звание нобелевского лауреата одновременно в двух разных областях, и оба проявили себя в химии: Мария Склодовская-Кюри и Лайнус Карл Полинг.

Знаменитая Мария Кюри, первая изучившая феномен радиоактивности, в 1903 году получила Нобеля по физике, а в 1911 — по химии.

Американский биохимик Лайнус Полинг в 1954 году получил самую престижную научную премию за исследование химической связи — притяжения между атомами, ионами и молекулами, благодаря которому формируются устойчивые молекулы химических веществ.

А уже восемь лет спустя Полинг удостоился Нобелевской премии уже как борец за мир.

Выступления ученого против испытаний ядерного оружия и против войны в целом плохо воспринимались американским правительством: его пытались лишить права выезда за границу и называли коммунистическим агентом.

Помимо Нобелевской премии мира участник движения ученых против ядерного оружия, подписант манифеста Альберта Эйнштейна и Бертрана Рассела и многих других петиций Лайнус Карл Полинг был удостоен и Ленинской премии за укрепление мира (до 1956 премия называлась Сталинской).

Читайте также на ForumDaily:

‘Перекрыть раку кислород’: за что дали Нобелевскую премию по медицине

‘Технологии должны быть вне политики’: российский школьник получил малую Нобелевскую премию в США

Школьницу выдвинули на Нобелевскую премию: она бросила учебу ради борьбы с изменением климата

Женщины, которые изменили мир

Хотите больше важных и интересных новостей о жизни в США и иммиграции в Америку? — Поддержите нас донатом! А еще подписывайтесь на нашу страницу в Facebook. Выбирайте опцию «Приоритет в показе» —  и читайте нас первыми. Кроме того, не забудьте оформить подписку на наш канал в Telegram  и в Instagram— там много интересного. И присоединяйтесь к тысячам читателей ForumDaily New York — там вас ждет масса интересной и позитивной информации о жизни в мегаполисе.