Auszeichnung

Physik-Nobelpreis: Warum das Universum eine Tasse Kaffee ist

Berlin.  Drei Forscher erhalten den Nobelpreis für Physik für ihre Arbeit zur Entstehung des Alls und die Entdeckung eines besonderen Planeten.

Physik-Nobelpreis an Kanadier und Schweizer

Die Schwedische Akademie der Wissenschaften zitierte die TV-Serie "The Big Bang Theory" bei der Ernennung von James Peebles, Michel Mayor und Didier Queloz.

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Man könne sich das Universum als eine Tasse Kaffee vorstellen, sagt Ulf Danielsson am Dienstagvormittag in der Königlich-Schwedischen Akademie der Wissenschaften in Stockholm. Der Professor für theoretische Physik und Mitglied des Nobel-Komitees lässt sich ein Kännchen bringen.

Er will der Welt erklären, warum die drei Wissenschaftler James Peebles, Michel Mayor und Didier Queloz mit dem diesjährigen Nobelpreis für Physik ausgezeichnet werden – und wie sie mit ihren theoretischen Arbeiten und der Entdeckung eines Planeten den Blick auf unser Universum verändert haben.

Zum größten Teil, sagt Danielsson also, bestehe das Universum aus Kaffee, „es ist die dunkle Energie“. Hinzu komme ein Schuss Sahne, die dunkle Materie. Und dann „ein ganz kleines bisschen Zucker“ – die sichtbare Materie, die gerade einmal fünf Prozent des Universums ausmacht.

Verständnis für die Entwicklung des Universums seit dem Urknall

Was Danielsson sagen will: Der allergrößte Teil des Universums – Kaffee und Sahne – ist bis heute ein gigantisches Rätsel, zu deren Lösung die drei Preisträger beigetragen haben. Danielsson fasst es so zusammen: „Die diesjährigen Gewinner haben ein Bild des Universums gemalt, weit fremder und wunderbarer, als wir es uns je hätten vorstellen können. Unser Blick auf unseren Platz im Universum wird nie wieder derselbe sein.“

So lieferte der kanadisch-amerikanische Kosmologe James Peebles von der US-amerikanischen Universität Princeton mit seinen Arbeiten die Grundlage für unser Verständnis der Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute. Schon in den 1930er-Jahren hatten Forscher aus den Beobachtungen von Galaxien geschlossen, dass es neben der sichtbaren Materie, dem Zucker also, noch mehr geben muss: die sogenannte dunkle Materie. Doch deren Zusammensetzung blieb lange Zeit unklar.

Die Entdeckung von 51 Pegasi b war eine wissenschaftliche Sensation

Peebles brachte 1982 die Theorie auf, dass dunkle Materie aus noch unentdeckten schweren, langsamen Teilchen besteht. Diese Partikel machen Berechnungen zufolge 26 Prozent des Kosmos aus. Hinzu kommen die fünf Prozent bekannter Materie. Fehlen noch 69 Prozent. Für sie haben Forscher den Begriff dunkle Energie geprägt – an diesem Konzept war Peebles entscheidend beteiligt.

„Praktisch hinter allen Ideen zum Aufbau des Universums auf großen Skalen steckt James Peebles“, sagte Matthias Steinmetz vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam. Er selbst sei teils sehr verunsichert gewesen, als er angefangen habe, sich wissenschaftlich mit seiner Materie auseinanderzusetzen, sagte Peebles, kurz nachdem er von seinem Nobelpreis in Physik erfahren hatte. Aber: „Ich habe einfach weitergemacht.“

Planet, der um einen sonnenähnlichen Stern kreist

Mitte der 1960er-Jahre konnte auch mithilfe der theoretischen Arbeiten von Peebles erstmals die sogenannte Hintergrundstrahlung nachgewiesen werden. Diese Strahlung ist kurz nach dem Urknall entstanden und liegt heute im Mikrowellenbereich. Sie durchzieht das gesamte Universum. Ein Durchbruch gelang, als Peebles erkannte, dass dieses „Echo des Urknalls“ Informationen darüber enthält, wie viel Materie im Urknall entstanden sein muss.

Die beiden anderen Preisträger, die Schweizer Michel Mayor und Didier Queloz, entdeckten Anfang der 90er-Jahre den ersten extrasolaren Planeten, der um einen sonnenähnlichen Stern kreist. Die sogenannten Exoplaneten befinden sich außerhalb unseres Sonnensystems. Der Himmelskörper mit dem Namen 51 Pegasi b ist 50 Lichtjahre von der Erde entfernt und braucht nur vier Tage, um seinen Stern zu umkreisen. Die Erde braucht mit einem Jahr vergleichsweise lange.

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„Was ich sah, war komplett verrückt“

Der heute 53-jährige Queloz war Anfang der 90er-Jahre als junger Doktorand eigentlich auf der Suche nach braunen Zwergen, kleinen, weniger heißen und weniger leuchtenden Verwandten der Sterne. Er entwickelte dafür eine Software für einen Spektrografen. Bei seinen Messungen stieß er aber auf Dinge, die die gängige Theorie nicht erklären konnte. „Was ich sah, war komplett verrückt“, sagte er bereits 2015 der „Neuen Zürcher Zeitung“ (NZZ).

Queloz fürchtete Messfehler und traute sich erst gar nicht zu äußern, was er vermutete: dass er einen neuen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems gefunden hatte. Schließlich zog er Michel Mayor, bei dem er an der Universität Genf promovierte, ins Vertrauen. Später bestätigte eine andere Forschergruppe die Ergebnisse von Queloz und dem heute 77 Jahre alten Mayor. „Das war das Geschenk meines Lebens“, sagte Queloz der „NZZ“. Inzwischen haben Astronomen mehr als 4100 Exoplaneten nachgewiesen.

Die Menschen fragten sich: Gibt es Leben außerhalb der Erde?

Der 1995 veröffentlichte Bericht zur Entdeckung des ersten Exoplaneten, der einen sonnenähnlichen Stern umkreist, war eine Sensation. Denn sie brachte Forscher einerseits dazu, neue Theorien zu den physikalischen Prozessen zu entwickeln, die für die Geburt von Planeten verantwortlich sind. Auf der anderen Seite beflügelte die Entdeckung von 51 Pegasi b auch die Fantasien der Menschen zu möglichem Leben außerhalb der Erde. Und sie veränderte den Blick auf unseren Heimatplaneten.

Peebles, der am Dienstag telefonisch nach Stockholm zugeschaltet war, hat einen Rat an junge Wissenschaftler: Niemals solle man sich als Forscher von der Aussicht auf Auszeichnungen, sondern vielmehr von der Liebe zur Wissenschaft antreiben lassen, sagte der 84-Jährige Kosmologe, nach dem sogar ein Kleinplanet benannt ist: 18242 Peebles.

Medizin-Nobelpreisträger mit neuen Methoden gegen Blutarmut

Am Montag war der Nobelpreis für Medizin Gregg Semenza (USA), William Kaelin (USA) und Peter Ratcliffe (Großbritannien) zuerkannt worden. Sie hatten gezeigt, wie Zellen den Sauerstoffgehalt in ihrer Umgebung wahrnehmen und auf Veränderungen reagieren.

Am Mittwoch werden die Träger des Chemie-Nobelpreises verkündet. Die feierliche Überreichung der Auszeichnungen findet traditionsgemäß am 10. Dezember statt, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel. (mit dpa-Material)

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