ビッグバン後の宇宙初期進化の解明と、遠く離れた恒星を周回する初の太陽系外惑星の発見により、3人の科学者がノーベル物理学賞を受賞した。
賞金の半分、450万スウェーデンクローナ(約45万3000ドル、37万ポンド)は、カナダ生まれでプリンストン大学の元宇宙論教授、ジェームズ・ピーブルズ氏(84歳)に贈られます。ピーブルズ氏は、宇宙が誕生してからほんの一瞬後の展開から現在、そして未来に至るまでを詳細に記述する分析モデルの構築に尽力しました。その過程で、科学者たちは新たな基本原理を発見してきました。
「ジェームズ・ピーブルズは、数十億の銀河と銀河団からなる宇宙に挑みました」と、ノーベル賞受賞者の選考を担当するスウェーデン・アカデミーは述べています。「20年以上かけて構築された彼の理論的枠組みは、ビッグバンから今日に至るまでの宇宙の歴史に関する現代の理解の基盤となっています。」
ノーベル物理学賞受賞者(左から):ジェームズ・ピーブルズ、ミシェル・マイヨール、ディディエ・ケロー写真:ニクラス・エルメドヘッド / ノーベルメディア
彼の研究は、宇宙のわずか5%しか知られておらず、残りの95%が暗黒物質とエネルギーで構成されていた時代の宇宙の姿を明らかにしました。1965年に発表された彼の重要な論文の一つは、最初の銀河は、宇宙が十分に冷え、物質が重力によって凝集するようになったときにのみ形成されたことを説明しました。
ビッグバンから残ったエネルギーは、今日でも観測可能です。宇宙が膨張するにつれて、波長は時間とともに長くなり、宇宙マイクロ波背景放射となりました。
「この研究を始めたのは1964年、私の指導者であるロバート・ヘンリー・ディッケ教授の誘いででした。実験的観察の基盤があまりにも乏しかったため、この研究に取り組むことに非常に不安を感じていました。…ただひたすら研究を続けました」とピーブルズ氏はノーベル賞記者会見中に電話インタビューで語った。「具体的にどのようなステップを踏んだか?答えるのは非常に難しいでしょう。これは生涯をかけて取り組む仕事です。」
1995年の最初の太陽系外惑星
賞金の残り半分は、ジュネーブ天文台の研究者ミシェル・マイヨール氏(77)と、同氏の博士課程の教え子でジュネーブ大学とケンブリッジ大学の教授ディディエ・ケロー氏(53)の2人のスイス人天体物理学者が共同で受賞する。
1995年、二人は天の川銀河系で約50光年離れた、太陽に似た主系列星ペガスス座51番星を周回する、最初の太陽系外惑星51ペガスス座bを発見しました。マヨール氏とケロズ氏は、賞金の4分の1にあたる225万スウェーデンクローナ(約22万6千ドル、18万5千ポンド)をそれぞれ受け取ります。
これまでに約4,000個の地球外惑星が確認されています。これらの天体を発見するために最もよく使われる方法は、恒星の明るさの変化を時間とともに観測するドップラー効果です。
もし太陽系外惑星を抱えているなら、周回する天体がその前を横切るたびに、その明るさは周期的に低下するはずです。視線速度などの他の手法を用いることで、天文学者は太陽系外惑星の質量を推定することができます。
メイヤー氏とその同僚は、390ナノメートルから680ナノメートルの波長で空を覆う多数の星を観測することを可能にした新しいタイプの分光器を製作した。
研究チームは「太陽型恒星の木星質量の伴星」と題した論文をネイチャー誌に発表し、大成功を収めました。ペガスス座51番星bが親星からわずか800万キロメートルしか離れていないことを発見しました。これは、水星と太陽の距離よりも近い距離です。彼らは、この惑星は長い時間をかけて親星に近づいた巨大ガス惑星だと信じていました。
「この発見によって、これらのまったく新しい世界の探査が始まりました。そして24年後の今、私たちは宇宙で私たちだけが存在しているのかどうかを見つけ出そうとしています」と、太陽系外惑星探査の達人でコーネル大学カール・セーガン研究所所長のリサ・カルテネッガー氏はコメントした。
24年前の驚くべき太陽系外惑星の発見に触発された次のステップは、ハビタブルゾーンにあるこれらの小さな惑星から十分な光を集め、その大気中に生命の兆候があるかどうかを調べることです。私たちはすでに、宇宙で私たちだけが存在しているのかという根本的な問いに答えるのに十分な光を集めることができる望遠鏡を建設しています。®