منحت جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2006 إلى جون ماثر من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا وجورج سموت من جامعة بيركلي. مُنحت الجائزة لـ "اكتشاف ملف إشعاع الجسم الأسود".
الموقع الرئيسي للعلوم
منحت جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2006 إلى جون ماثر من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا وجورج سموت من جامعة بيركلي. مُنحت الجائزة "لاكتشاف ملف إشعاع الجسم الأسود، إلى جانب عدم التماثل الزاوي لإشعاع الخلفية الكونية". "تُمنح جائزة هذا العام للعمل الذي ينظر إلى الوراء، إلى طفولة الكون، ويحاول اكتساب بعض الفهم فيما يتعلق بأصول المجرات والنجوم.
يعتمد العمل على قياسات تم إجراؤها بمساعدة القمر الصناعي COBE الذي أطلقته وكالة ناسا في عام 1989. قدمت قياسات COBE دعمًا إضافيًا لسيناريو الانفجار الكبير فيما يتعلق بأصل الكون، نظرًا لأن هذا هو السيناريو الوحيد الذي ينتج عنه (نظريًا) ) إشعاع الميكروويف في الخلفية المقاس بواسطة COBE. وإلى هذا الحد، كانت هذه القياسات بمثابة ولادة علم الكونيات كعلم دقيق.
(اقتباسات من البيان الصحفي للجنة الجائزة - انظر الروابط أدناه).
قياسات الإشعاع الخلفية - المعالم:
* 1963 - بنزياس/ويلسون - أول اكتشاف
* 1989 - كوبي - في الصورة أعلاه
* 2003 – النتائج الأولى لبرنامج WMAP
* 2007 - إطلاق القمر الصناعي بلانك التابع لوكالة الفضاء الأوروبية
إشعاع الجسم الأسود
وفقا لسيناريو الانفجار الكبير، فإن إشعاع الخلفية الكونية هو نتيجة لمرحلة مبكرة من حياة الكون. في هذه المرحلة الأولية، يمكن تشبيه الكون بجسم ساخن يبعث إشعاعات تعتمد شدتها حصريًا على درجة حرارته عند كل طول من أطوال موجته. مثل هذا الطيف الإشعاعي له شكل فريد يسمى "إشعاع الجسم الأسود".
عندما انبعث الإشعاع في الأصل، كانت درجة حرارة الكون حوالي 3000 درجة مئوية. ومنذ ذلك الحين، وفقًا لسيناريو الانفجار الكبير، بردت الإشعاعات مع توسع الكون. ومن المتوقع اليوم أن يعكس إشعاع الخلفية درجة حرارة تبلغ 2.7 درجة فوق الصفر المطلق. قام الفائزون بقياس شكل إشعاع الجسم الأسود بهذه القيمة، إلى هذه الدرجة الدقيقة، بحيث أن رسم النتائج المقاسة على الرسم البياني النظري على اليسار لا يجعل من الممكن تمييز أخطاء القياس، لأن حجمها أضيق من سمكها من الخط المستخدم لرسم الرسم البياني.
تغيرات في الشدة الزاوية
يعكس إشعاع الخلفية الموحد تمامًا، في كل اتجاه في الكون، انتظامًا كاملاً في كثافة المادة البدائية. والكون الذي من المتوقع أن يتطور في مثل هذه الحالة سيكون مختلفا تماما عن الذي نعرفه اليوم - حيث أنه سيحتوي على مادة متناثرة في جميع أنحاء الكون بكثافة موحدة - دون تركيزات الكثافة المعروفة لدينا بالنجوم والمجرات. أظهرت الحسابات النظرية أنه من أجل خلق الكون الذي نعرفه اليوم، هناك حاجة إلى تغييرات في الكثافة تتراوح من 1 إلى 100,000. اكتشف COBE تغيرات في الكثافة في النطاق النظري للقيم.
خريطة درجة حرارة الكون البدائي. الصورة العلوية - COBE، الصورة السفلية - الدقة المحسنة لـ WMAP
تم إطلاق COBE في 18 نوفمبر 1989. وتم الحصول على النتائج الأولى بعد 9 دقائق من المراقبة. وعندما عُرض الرسم البياني للقياس لاحقًا في مؤتمر لعلم الفلك، وقف جميع الحاضرين وصفقوا. إن نجاح COBE هو نتيجة عمل فريق يضم أكثر من 1000 عالم ومهندس وغيرهم من المشاركين.
قاد جون ماثر العملية برمتها وكان أيضًا مسؤولاً بشكل أساسي عن التجربة التي اكتشفت إشعاع الجسم الأسود. كان جورج سموت مسؤولاً بشكل أساسي عن قياس تغيرات الشدة الزاوية.
