Nobel-díj a gyorsulva táguló univerzumért

A 2011-es fizikai Nobel-díjat megkapó kutatók felfedezésüket a Hubble-űrtávcső segítségével tették.

A Svéd Királyi Tudományos Akadémia tegnapi bejelentése szerint a legnagyobb tudományos elismerést űrcsillagászati eredményért kapta fele-fele arányban megosztva Saul Perlmutter (Lawrence Berkeley National Laboratory és University of California, Berkeley), valamint Brian P. Schmidt (Australian National University) és Adam G. Riess (Johns Hopkins University és Space Telescope Science Institute). Az általuk vezetett csoportok ismerték fel az 1990-es évek végén, hogy a világegyetem gyorsulva tágul. Ehhez a Hubble-űrteleszkópnak a távoli Ia típusú szupernóvák fényességére vonatkozó méréseit használták. Perlmutterék 1988-ban, Schmidt és Riess csapata 1994-ben kezdett a munkába.

Az Ia típusú szupernóvák olyan hatalmas csillagrobbanások, amelyeknek a fénye rövid időn át nagy távolságból is érzékelhető. Ez alatt az idő alatt az általuk kisugárzott energia vetekszik egy egész galaxiséval. A modellek szerint a jelenség akkor jön létre, amikor egy a Napéhoz hasonló tömegű, de a Földével összemérhető méretű fehér törpecsillag folyamatosan anyagot kap közeli csillagkísérőjétől. Egy adott tömeghatárt, az ún. Chandrasekhar-határt túllépve aztán saját tömegvonzása összeroppantja. A termonukleáris robbanás során felszabaduló energia mennyisége, a szupernóva abszolút fényessége jó közelítéssel állandó, pontosabban a mért fénygörbe alapján meghatározható. Ez lehetőséget ad arra, hogy a látszólagos fényességük alapján megbecsüljék e „standard gyertyák” tőlünk mért távolságát. Ezt aztán össze lehetett hasonlítani a világegyetem tágulására vonatkozó kozmológiai modell jóslataival. Ha valami nem stimmel, a modell finomításra szorul.

Az óriás kísérőjéről származó anyagot befogó fehér törpe a kritikus tömeget elérve Ia típusú szupernóvaként robban. (Fantáziakép: NASA)

Az 1990-es évek végén, egymástól függetlenül tett felfedezések azzal rázták meg a kozmológiát, hogy kimutatták: a legtávolabbi Ia típusú szupernóvák kicsit halványabbak annál, mint amit várnánk. A távoli galaxisok tehát, amelyekben ezek a szupernóvák felrobbantak, a vártnál valamivel messzibbnek bizonyultak. Az univerzum egy jó ideje nem hogy lassulva tágul, a saját tömegvonzása hatására, hanem épp ellenkezőleg, egyre gyorsabb ütemben. Ez arra utal, hogy nagy léptékben kell lennie egy, a gravitáció ellen dolgozó, nyomás jellegű hatásnak, amit a szakemberek – jobb híján – sötét energiának neveztek el. E sötét energia mibenléte a mai napig nem tisztázott.

A két csoport eredeti tanulmányaiban mintegy 50 szupernóva adataiból vonta le következtetését. Annak ellenére, hogy a szupernóvákra vonatkozó eredményeket időről időre megkérdőjelezik – újabban felmerült például, hogy fehér törpék összeolvadása is vezethet Ia típusúnak osztályozott robbanásokhoz, vagyis a standard gyertya feltételezése nem feltétlenül helytálló –, a gyorsulva táguló világegyetemre vonatkozó felfedezés eddig kiállta az idők próbáját, összhangban van más mérési módszerekkel kapott eredményekkel is.

Mivel az univerzum háromnegyedét a rejtélyes sötét energia teszi ki, a most fizikai Nobel-díjjal jutalmazott felfedezés igazából arra irányította rá a figyelmet, hogy a világegyetem túlnyomó részéről nem nagyon tudunk semmit. Így aztán még minden lehetséges – hangzik a díjat odaítélő bizottság hivatalos közleményének utolsó mondata. Még az is – tehetjük hozzá már mi –, hogy néhány év vagy évtized múlva a sötét energia rejtélyének megfejtéséért még lesz, aki Nobel-díjban részesül.

Kapcsolódó cikkek:
REJTVÉNY: Nobel-díjasok
MEGFEJTÉS: Nobel-díjasok
Nobel-díj űrkutatási eredményért
Űrtávcső a sötét energia nyomában
A nagy túlélő: 20 éves a Hubble-űrtávcső (3. rész)

Kapcsolódó linkek:
A 2011. évi fizikai Nobel-díj odaítéléséről szóló közlemény
Riess és társai 1998-as cikke (Astronomical Journal)
Perlmutter és társai 1999-es cikke (Astrophysical Journal)