Füüsika-Nobelini viinud teaduse oluline teetähis oli Tallinnas toimunud teadusüritus

Kunstniku kujutis esimesest eksoplaneedist 51 Pegasi B. Foto: ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger

Rootsi Teaduste Akadeemias toimuval pressikonverentsil teatati, et 2019. aasta füüsika-Nobel läheb jagamisele kolme teadlase vahel, kellest üks töötas välja teoreetilise raamistiku kogu Universumi arengu mõistmiseks ning ülejäänud kaks leidsid sellele tuginedes esimese eksoplaneedi.

Pressikonverentsil selle aasta füüsika-nobeliste tutvustanud Nobeli komitee liige Ulf Danielsson kirjelduse kohaselt on seekordsed laureaadid näidanud palju olulist meie koha kohta Universumis.

Füüsikapreemiast poole saab ameeriklane James Peebles, kelle panus seisneb «füüsikalise kosmoloogia teoreetilise raamistiku arendamises», tänu millele on kosmoloogiast kujunenud tõsine täppisteadus, mille turjal on hulgal teistel teadlastel õnnestunud teha mitmeid olulisi avastusi.

Peeblesiga korduvalt kohtunud ja koostööd teinud akadeemik Jaan Einasto sõnul on terve maailmapilt teoreetilises kosmoloogias viimase 50 aastaga täielikult muutunud ning tänaseks teame, et kogu Universumist moodustab meile tuttav mateeria vaid ligi 4 protsenti, tumeaine ligi 26 protsenti ja mõistatuslik tume energia kogu ülejäänu.

«Varem oli kosmoloogia selline põhiliselt filosoofiline kontseptsioon, maailma tekkest ja arengust oli vähe teada. Nüüd muutunud täppsiteaduseks ja selle arengu juures teoreetiline vundament laoti Princetonis Peeblesi eestvedamisel ja Moskvas Jakov Zeldovitši vedamisel,» selgitas Einasto.

Kes nad on?

Philip James Edwin «Jim» Peebles – sündis 1935. aastal Kanadas Winnipegis. BA Manitoba Ülikoolist, 1958. aastast Princetoni Ülikoolis, doktorikraad 1962. Tegelenud kosmoloogiaga 1964. aastast. Pool preemiast.

Michel G.E. Mayor – sündinud 1942. aastal Lausanne’is, lõpetas Genfi Ülikooli 1971. aastal, 1988. aastast professor. Keskendunud Päikesesüsteemi-väliste planeetide, kaksiktähtede statistiliste omaduste ja galaktika struktuuri uurimisele. ¼ preemiast

Didier Queloz – sündinud 1966, Genfo Ülikooli professor ja Cambridge’i Ülikooli Cavendishi Laboratooriumi astrofüüsika grupi juhataja. ¼ preemiast.

Nimelt töötati kosmoloogia oluliste probleemide – millest Universum koosneb ja kuidas ta selliseks arenes? – tollal Princetonis ja Moskvas paralleelselt ning kohati võttis see ka rivaalitsemise mõõdu. Olulise teetähisena tõi Einasto välja 1977. aastal Tallinnas toimunud Rahvusvahelise Astronoomialiidu sümpoosiumi, kus tulid kokku teadlased nii idast kui läänest ning algas juba reaalne koostöö.

«See preemia näitab väga hästi seda, kuidas teadus toimib – ühelt poolt on palju väga olulisi tulemusi, kuid teisalt on tumeaine ja –energia olemus ja mõju endiselt lahtine, kuigi aktiivsed otsingud on käinud juba väga pikka aega, ja tulevastele teadlastele on tegevusväli jätkuvalt väga avar,» sõnas Einasto.

Pressikonverentsil kõnelenud Nobeli komitee liige Ulf Danielsson võrdles praeguseks üldtunnustatud kosmoloogilist mudelit kohvitassiga, millest enamiku moodustab kohv ise ehk tumeenergia, ligi veerandi koor ehk tumeaine ning vaid loetud protsendid suhkur ehk tavaline mateeria. Just selle suhkru osas tegid oma murrangulise avastuse aga Šveitsi teadlased Michel Mayori ja Didier Quelozi, kes avastasid 1995. aastal esimese eksoplaneedi 51 Pegasi b.

Selleks jälgisid nad üht Pegasuse tähtkujus asuvat tähte ning jälgisid selle valguse muutumist. Nimelt liigutab tähe ümber tiirlev planeet oma gravitatsiooniga tähte ennast ning väikesed võnked, mis sellega kaasnevad, avalduvad nn Doppleri efekti tõttu ka tähest Maani jõudvas valguses.

Mayori ja Quelozi avastatud planeet muutis aga järsult teaduslikku ettekujutust tollal veel vaid teoretiseeritud Päikesesüsteemi-välistest planeetidest. Kui varem oletati, et kõik teised tähesüsteemid peaksid oma struktuurilt olema samasugused nagu Päikesesüsteem, siis umbes Jupiteri suurune 51 Pegasi b asub oma kodutähele oluliselt lähemal kui Merkuur Päikesele, selle aasta kestab vaid loetud Maa-päevad. Nagu ütles Ulf Danielsson, näitasid need nobelistid, et Universum on oluliselt veidram ja imelisem kui varem arvatagi osati. Varasematele hüpoteesidele vastu rääkiva planeedi leidmise tagajärjel on tänaseks oluliselt parandatud ka kehtivaid planeetide tekkimise teooriaid.

Tähefüüsik Laurits Leedjärv kirjeldas eksoplaneedi avastamist kui tohutut inimtunnetuse piiride avardamist.

«Mayor ja Queloz olid omal ajal kindlasti esimesed, kes tulid selle peale, et niimoodi tähe võbelemise põhjal planeete otsida. Ühelt poolt on see lihtsalt uue planeedi avastamine, kuid samas inimajaloos ikkagi tohutult suur asi,» ütles Leedjärv.

Tänaseks on eksoplaneetide avastamine tohutult kiirenenud ning tänaseks on teada juba 4118 kinnitatud Päikesesüsteemi-välist maailma. Sisuliselt on sellest kujunenud juba omaette teadusharu.

Nobeli preemia rahaliseks suuruseks on 9 miljonit rootsi krooni ehk 830 000 eurot. 2018. aastal läks füüsika Nobel kolme teadlase vahel. Sellest poole pälvis Arthur Ashkin optiliste pintsettide leiutamise eest. Teise poole osaks said Gerard Mourou ja Donna Strickland laseripulsi võimendamise meetodi leiutamise eest.

2018. aastal läks füüsika Nobel kolme teadlase vahel. Sellest poole pälvis Arthur Ashkin optiliste pintsettide leiutamise eest. Teise poole osaks said Gerard Mourou ja Donna Strickland laseripulsi võimendamise meetodi leiutamise eest.

Alates 1901. aastast on kokku antud 112 Nobeli füüsikapreemiat, millest 47 on läinud vaid ühele laureaadile. Seejuures on laureaatide seas vaid kolm naist. Kõige noorem füüsika-nobelist oli preemia saamise hetkel vaid 25-aastane ja vanim, Arthur Ashkin, 96-aastane. Kaks korda on preemia osaks saanud vaid üks inimene, kelleks oli ameerika teadlane John Bardeen, kes sai selle nii 1956. kui ka 1972. aastal.