Нобелевский комитет назвал имена лауреатов премии по физике 2019 года

Лауреатами Нобелевской премии по физике 2019 года вновь стали ученые-астрофизики, что не может не радовать всех любителей астрономии. Об этом решении на прошлой неделе, 8 октября, объявили в Стокгольме. Премию поделили американский ученый Джеймс Пиблс «За теоретические открытия в физической космологии» и швейцарские астрофизики Мишель Майор и Дидье Келоз «За открытие экзопланеты, которая вращается вокруг звезды солнечного типа».

Нобелевский комитет назвал имена лауреатов премии по физике 2019 года

Нобелевская премия — наиболее престижная международная премия, ежегодно присуждаемая за выдающиеся научные исследования, а также революционные изобретения или крупный вклад в культуру или развитие общества, поэтому люди, получившие эту награду, всегда привлекают к себе особое внимание и интерес. Церемония награждения премией по традиции прошла в Стокгольме 10 декабря, в день смерти шведского предпринимателя и изобретателя Альфреда Нобеля (1833-1896).

То, чего нет

В свое время великий американский астроном Эдвин Хаббл сделал открытие о том, что наша Вселенная не статична. В 1929 году с помощью 254-сантиметрового телескопа он установил, что Вселенная расширяется и галактики в космическом пространстве удаляются друг от друга. Используя свои наблюдения, Эдвин Хаббл сформулировал математическую формулу (Закон Хаббла), которая до сего дня точно описывает принцип расширения Вселенной.

Закон Хаббла стал переворотом в профессиональной астрономии и имеет огромное значение для науки. Его широко применяют современные ученые в рамках создания различных научных теорий, а также при наблюдении за космическими объектами. В свою очередь, теоретически это явление было предсказано и обосновано великим русским ученым Александром Фридманом, основоположником современной физической космологии (Вселенная Фридмана) еще в 1922-25 годах, на раннем этапе разработки общей теории относительности Альберта Эйнштейна.

Так вот, напомним, что в 2011 году Нобелевскую премию по физике также присудили за открытие в астрономии. Тогда ее лауреатами стали американские ученые Сол Перлмуттер, Адам Райсс и австралиец Брайан Шмидт за открытие о том, что Вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением. Это открытие они сделали еще в 90-х годах прошлого столетия. Установили и причину этого ускорения — ими оказались так называемая темная энергия и темная материя. Именно из этих субстанций на 96 процентов и состоит Вселенная. Но что они собой представляют, до сих пор не ясно. Тогда шутили — премию присудили за то, чего нет! На самом деле открытие темной энергии и темной материи стало мощным толчком к новым научным исследованиям, так как фундаментальные представления о мире сильно изменились благодаря ему.

Так вот, нобелевский лауреат 2019 года Джеймс Пиблс имеет прямое отношение к созданию и развитию этой темы. Он — канадский и американский физик, труды которого внесли большой вклад в исследование теории Большого взрыва, темной материи и реликтового излучения (излучение, появившееся на ранних этапах возникновения Вселенной). Он также имеет отношение к большинству теорий и открытий в астрофизике за последние 50 лет, которые и сделали космологию точной наукой. Его вклад есть и в развитие модели Большого взрыва (господствующей теории о возникновении Вселенной), он предсказал неоднородную структуру реликтового излучения. Именно изучение реликтового излучения сегодня позволяет делать точные выводы о ранних этапах развития мироздания. Работы ученого уточнили модели темной материи и темной энергии — сущностей по-прежнему неизвестной природы, на долю которых тем не менее приходится 96 процентов состава Вселенной. По сути, Пиблс получил Нобелевскую премию как ученый, заложивший теоретическую программу современной космологии, и премия — это оценка его вклада в мировую науку. К тому же он не только авторитетный исследователь, но и автор нескольких учебников, ставших в космологии и астрофизике классическими.

Современные представления об эволюции Вселенной и соотношении материи, темной материи и темной энергии. Иллюстрация The Royal Swedish Academyof Sciences.

Непризнанное открытие

Однако не все так однозначно со второй частью премии. Мишель Майор и Дидье Ке- лоз — швейцарские астрофизики, в 1995 году они первыми в истории открыли экзопланету — то есть планету, находящуюся за пределами Солнечной системы, которая вращается вокруг звезды (51 Пегаса), по своим основным характеристикам похожей на Солнце. Понятно, что открытие сделали с помощью современных, на тот момент, приборов.

Но дело в том, что еще в 1963 году американский астроном голландского происхождения, работавший в обсерватории Свартморского колледжа, Петер ван де Камп обьявил об открытии трех планет у звезды Проксима Змееносца. С этой звездой связана поистине увлекательная история. Поначалу ничем не привлекательная искорка, красный карлик, затерянная среди тысяч звезд созвездия Змееносца, стала впоследствии одной из самых известных. Во-первых, это вторая после Альфы Центавра ближайшая к нам звезда. А во-вторых, ее еще называют «Летящей звездой Барнарда» по имени астронома Эдварда Барнарда, который в 1916 году обнаружил, что она за 174 года проходит полградуса небесной сферы (а это видимый угловой диаметр нашего спутника — Луны), что делает ее самой быстрой из звезд на небе.

Так вот, Петер ван де Камп утверждал, что он открыл в окрестностях этой звезды три планеты с массами 1,26, 0,63 и 0,89 массы Юпитера, и периоды обращения планет — 6,1, 12,4 и 24,8 года соответственно.

Число планет и их периоды ученый уточнял на протяжении нескольких последующих лет. Но позже обнаружили, что установки телескопа, с помощью которого были сделаны наблюдения, недостаточно точны, и выводы ученого подверглись критике и сомнениям. Ван де Камп умер в 1996 году, так и не дождавшись подтверждения своего открытия. А 14 ноября 2018 года в академическом журнале Nature официально объявили об открытии планеты Barnard B. Ее масса почти в три раза превышает массу Земли, она обращается вокруг своей звезды за 233 дняи находится от нее примерно на таком же расстоянии, как Меркурий от Солнца. Планету Barnard B даже признали потенциально обитаемой, хотя это весьма зыбкая гипотеза, учитывая ее предполагаемые характеристики и близость к светилу.

Кстати, утверждение Ван де Кампа об открытии планеты за пределами Солнечной системы было не первым — в 1943 году этот ученый заявлял о наличии планет у звезды 61 Лебедя...

Очень высоко отзывался о работе американского астронома академик И.С. Шкловский в 70-х годах: «Многолетние наблюдения Ван де Кампа привели к открытию у этой звездочки невидимого спутника рекордно малой массы... Если это открытие подтвердится, то, скорее всего, невидимый спутник звезды Барнарда — это большая планета, очень похожая на Юпитер... Нет никакой надежды с помощью современных методов астрономии непосредственно наблюдать спутник звезды Барнарда... Если бы это открытие подтвердилось, оно доказывало бы огромную распространенность планетных систем во Вселенной, так как даже у самой близкой к нам звезды есть планетная система».

Но Нобелевскую премию, в соответствии с правилами, увы, не присуждают посмертно...

Именем Э. Хаббла назван первый и самый известный космический телескоп, сам уже ставший легендарным. Благодаря его снимкам мы имеем представление о самых красивых и экзотических объектах во Вселенной.

Авторитетное мнение

В связи с историей о «Летящей звезде Барнарда» у нас и возникли вопросы относительно присуждения премии за открытие экзопланеты. С ними мы обратились к известному казахстанскому астрофизику и популяризатору науки Виктору Германовичу Тейфелю, заведующему лабораторией Луны и планет Астрофизического института имени В.Г. Фесенкова.

—Виктор Германович, нас всех радует, что астрофизики вновь стали лауреатами Нобелевской премии.

— Я бы с этого и начал! Что же касается обнаружения планеты у 51 Пегаса, то это действительно было первое подтвержденное открытие планетарного тела вблизи другой звезды солнечного типа. И это очень важное открытие, которое стимулировало дальнейшие исследования и поиски подобных объектов, ставшие возможными в том числе благодаря тому, что появились новые, очень мощные телескопы, как наземные, так и космические, такие, например, как «Кеплер», который непосредственно занимается поиском таких объектов.

Поэтому работа швейцарских астрофизиков вполне заслуживает того, чтобы быть отмеченной. Вообще, раньше в астрономии всегда было принято отмечать ученых за открытия такого рода. Например, в СССР у Астрономического союза при Академии наук была медаль за обнаружение новых космических объектов, и целый ряд ученых был отмечен ею. Такую медаль получил Николай Александрович Козырев, советский астроном, за открытие вулканического извержения на Луне, а также астроном из Харькова Сергей Всехсвятский, который на основании наблюдений первым предположил наличие колец вокруг Юпитера. Подтверждение этому было получено только после пролета возле планеты-гиганта аппарата «Вояджер».

Что же касается самих экзопланет, то сейчас их уже открыто огромное количество, более 4 тысяч, но в основном благодаря новым возможностям наблюдений и высокой точности измерений, которых не было в 95-м году. Потому что сама по себе это очень сложная задача, и, конечно, за то, что впервые это было сделано, такая работа вполне заслуживает награды. Ведь визуально увидеть планеты в других звездных системах невозможно даже с помощью современных телескопов. Первые попытки обнаружения экзопланет делали с помощью измерений колебаний самой звезды за счет воздействия на нее планеты. Эти колебания очень ничтожны, и зафиксировать их чрезвычайно сложно. Сейчас используют другой способ, который тоже требует очень высокой точности: когда планета проходит на фоне диска звезды, ее блеск (светимость) меняется, хотя также в очень ничтожных пределах. Даже прохождение нашей соседки Венеры по диску Солнца видится нам как крохотная черная точка. Что же говорить о звездах, удаленных от нас на десятки и сотни световых лет! Так что речь идет о сотых долях процента в изменении блеска звезды. Поэтому первые открытые планеты у других звезд — это были планеты-гиганты типа нашего Юпитера. При этом самым сенсационным было то, что эти планеты, в том числе у 51 Пегаса, находятся очень близко к своей звезде. Этот факт перевернул представления ученых о происхождении и формировании планет, в том числе и в Солнечной системе.

Так что такие открытия служат толчком и стимулом к появлению и развитию новых научных направлений, что и произошло в этом случае. Это действительно огромное поле деятельности для науки. И в этом безусловная заслуга нынешних нобелевских лауреатов Мишеля Майора и Дидье Келоза, которые по праву получили эту высокую награду.