Fyzika
Chybějící hmota a nalezená planeta Stejně jako několikrát v minulosti, i v roce 2019 se Nobelova cena za fyziku dělí na první pohled nesmyslně: napůl mezi tři vědce. Jednu polovinu si odnáší teoretický fyzik James Peebles, druhou pak dva švýcarští vědci Michel Mayor a Didier Queloz, kteří naše (nejen Peeblesovy) teoretické poznatky o vesmíru dokázali přetavit v objev první planety podobné Zemi u jiného Slunce.
CHYBA V INVENTUŘE
Poslední desetiletí je označováno za zlatý věk kosmologie. James Peebles, nositel poloviny Nobelovy ceny za fyziku pro letošní rok, byl jedním z velkých hybatelů tohoto velkého pokroku v našem poznání vesmíru. Výrazně přispěl k rozvoji teorie velkého třesku.
Věda dlouho neměla žádnou možnost, jak alespoň částečně nahlédnout do dob těsně po velkém třesku. Změnu přinesl rok 1964, kdy dvojice amerických astronomů (a nobelistů z roku 1978) Arno Penzias a Robert Wilson dokázala zachytit „šum“, který ve vesmíru zbyl z doby těsně po velkém třesku, tzv. reliktní záření. To vzniklo asi 380 tisíc let po vzniku vesmíru, ale nese v sobě i informace o jeho ranějším vývoji, a je dnes neuvěřitelně cenným zdroje informací pro kosmologii. Objev to byl velkolepý a Peebles byl jedním z teoretiků, díky kterým Penzias a Wilson dokázali přesně pochopit, co a proč zachytili. Další měření reliktního záření ukázala, že naše vesmírná „inventura“ se opravdu neobejde bez přítomnosti něčeho neznámého. Viditelná hmota zřejmě představuje pouze pár procent z celkového množství hmoty ve vesmíru.
V reakci na nové poznatky se Peebles (ve spolupráci s jinými) postaral o oživení Einsteinovy myšlenky „kosmologické konstanty“.
Tu švýcarský fyzik zavedl do svých rovnic, aby vysvětlil, proč se vesmír chová jinak, než by měl na základě obecné teorie relativity. Při tom, kolik se zdá obsahovat hmoty, by měl mít jiný tvar.
Einstein „svou“ konstantu nenáviděl a zbavil se jí, ale moderním fyzikům to bez ní nešlo. V roce 1984 se tedy Einsteinova myšlenka vrátila na výsluní pod novým názvem „temná energie“, a od té doby je pevnou součástí vědeckých úvah o vesmíru. Dnes se předpokládá, že právě temná energie je zdaleka největší složkou celého vesmíru: tvoří ho zhruba ze 70 %. Peebles ani nikdo jiný nemá přesnou představu o tom, co tvoří ji; to už je na jinou Nobelovu cenu.
POHLED K JINÉMU SLUNCI
Michel Mayor a Didier Queloz poznávali vesmír z jiného pohledu než James Peebles. Nobelova komise jim polovinu ceny udělila jmenovitě za objev planety 51 Pegasi b, která obíhá kolem své hvězdy (51 Pegasi) zhruba 50 světelných let od Země.
Ta je sice zhola neobyvatelná, důležité bylo především, jak k objevu došlo. Švýcarští vědci využili metodu „měření radiální rychlosti“, při které se sledují výchylky samotných hvězd, které by mohla způsobit přitažlivá síla obíhající planety či planet. Hvězda samozřejmě neobíhá kolem planety, ale těžiště celé soustavy. Při tom se od nás (ve velmi malé míře) střídavě vzdaluje a pak se zase přibližuje a v důsledku Dopplerova efektu se tak mění vlnová délka jejího světla.
Pohyb je však minimální. Například Slunce se kvůli Jupiteru pohybuje kolem těžiště Sluneční soustavy rychlostí zhruba 12 m/s (tedy něco přes 40 km/h). Země Slunce „rozhýbe“ pouze rychlostí zhruba 0,09 m/s.
Michel Mayor sestavil spektrograf pro měření radiální rychlosti hvězd již v 70. letech, ale měřila hodnoty v praxi nepoužitelné:
od 300 m/s výše. Mayor se nápadu nevzdal a v 90. letech pověřil svého tehdejšího doktoranda Didiera Queloze, aby přesnost měření vylepšil. V roce 1994 tak měla švýcarská skupina zařízení, které měřilo radiální rychlost zhruba od 10–15 m/s.
Následný objev planety 51 Pegasi b lze považovat minimálně symbolicky za počátek nové éry v astronomii, „doby planetární“. Dnes známe více než 4 000 exoplanet a není pochyb o tom, že jich bude nadále přibývat. Během pár desítek let bychom se tak snad mohli dozvědět, kolik je v našem okolí planet vhodných pro vznik života – a třeba i něco mnohem, mnohem zajímavějšího.