Od velkého třesku až k exoplanetám: Ocenění fyzici Nobelovou cenou přispěli k hledání "druhé Země" a moderním objevům v kosmologii

Letošní Nobelovy ceny za fyziku se týkají vesmíru vzdáleného v prostoru i v čase. James Peebles ji dostal za přínos k teorii vzniku a vývoji vesmíru po velkém třesku, zatímco Michel Mayor a Didier Queloz za průkopnickou práci při objevování planet jiných hvězd.

Protože témata bádání oceněných vědců jsou navzájem poněkud vzdálená, musela je Královská švédská akademie věd při zdůvodnění převést na společného jmenovatele. "... za přínos k pochopení vývoje vesmíru a místa naší Země v něm." Ani tak se ale nevyhnula nutnosti své rozhodnutí rozdělit. James Peebles cenu dostal "za teoretické objevy v kosmologii", naproti tomu Michal Mayor a Didier Queloz "za objev exoplanet obíhajících hvězdy podobné Slunci". 

Na počátku věků

Až do začátku 20. století se věřilo, že vesmír je neměnný a věčný, ale roku 1920 astronomové zjistili, že galaxie se navzájem vzdalují. Znamenalo to nejen, že se vesmír zvětšuje, ale že zvětšování muselo mít i nějaký počátek. Tak se v 50. letech zrodila teorie velkého třesku, která dnes v kosmologii (vědě o vzniku a vývoji vesmíru) suverénně převládá. Podle ní se vesmír zrodil přibližně před 14 miliardami let z takzvané singularity – "bodu", v němž neexistoval prostor ani čas.

Philip James E. Peebles je kapacitou v oboru od poloviny 70. let minulého století. Ve zdůvodnění k jednomu z jeho mnoha vědeckých ocenění se konstatuje, že "položil základ k téměř všem moderním objevům v kosmologii. Jeho zásluhou se ze spekulací stala skutečná exaktní věda".

Jedním z příkladů je objev a pochopení takzvaného reliktního záření. Roku 1964 američtí radioastronomové Arno Penzias a Robert Wilson zaznamenali rádiový šum, který zdánlivě pocházel ze všech míst oblohy – později za tento objev obdrželi Nobelovu cenu. Ukázalo se, že jde o záření pocházející z raných fází existence vesmíru, a Peebles si uvědomil, že by mohlo obsahovat informace o tehdejších dějích. 

Mapování nepravidelností tohoto záření skutečně přineslo celou řadu poznatků o počátcích vesmíru a je považováno za zrození moderní kosmologie. Inspirovalo vypuštění několika satelitů, které teoretické předpoklady potvrdily a přinesly přesný obraz raného vesmíru.

Vědecká práce Johna Peeblese také vedla ke zjištění, že známe jen pět procent hmoty vesmíru, zatímco zbylých 95 procent zůstává záhadou. Otevírá se tak cesta k novým revolučním objevům.

Tisíce nových světů

Snaha objevit planety jiných sluncí dostala reálné obrysy, když se koncem minulého století objevily výkonné teleskopy umožňující měřit i nepatrné změny jasnosti nebo polohy vzdálených hvězd. Změna jasnosti totiž může znamenat, že mezi hvězdou a pozorovatelem se pohybuje nějaké těleso, zatímco pohyb hvězdy může být ovlivňován hmotností obíhající planety.

Mnoho tehdejších "objevů" se ukázalo být planým poplachem, v polovině 90. let ale Švýcaři Michel Mayor ze Ženevské univerzity a jeho doktorand Didier Queloz dokončili vývoj velmi přesných přístrojů pro taková měření. Krátce nato oznámili objevení obří planety obíhající kolem hvězdy 51 Pegasi jednou za 4,2 dne. Zpočátku se nesetkali s uznáním – americký astronom David Gray tvrdil, že jimi pozorované změny jasu měla na svědomí aktivita hvězdy. Později však veřejně uznal svůj omyl a planeta u 51 Pegasi se oficiálně stala první objevenou oběžnicí mimo naši sluneční soustavu.

Dnes už je známo okolo 4000 planet cizích sluncí. Objevů stále přibývá a přesnější technika (včetně orbitálních teleskopů) se blíží možnostem objevit planety podobné Zemi. Práce Michela Mayera a Didiera Queloze tak stojí na počátku bádání, jehož důsledky dnes ani nedokážeme dohlédnout.