Arno Penzias: Nobelprijswinnaar die mede-ontdekker van 'echo van de oerknal' is overleden op 90-jarige leeftijd

Arno Penzias: Nobelprijswinnaar die mede-ontdekker van 'echo van de oerknal' is overleden op 90-jarige leeftijd

Arno Penzias en Robert Wilson
Kosmische pioniers: Arno Penzias (links) en Robert Wilson ontdekten de kosmische microgolfachtergrond in de jaren zestig (met dank aan: AIP Emilio Segrè Visual Archives, Physics Today Collection)

De kosmoloog Arno Penzias, die samen met Robert Wilson de kosmische microgolfachtergrond (CMB) ontdekte, stierf op 22 januari op 90-jarige leeftijd. Hij deelde de helft van de 1978 Nobelprijs voor Natuurkunde met Wilson, terwijl de andere helft werd toegekend aan Pyotr Kapitsa voor zijn werk in de lage-temperatuurfysica.

Penzias werd geboren in München, Duitsland, op 26 april 1933. Op zesjarige leeftijd vluchtten Penzias en zijn gezin nazi-Duitsland, eerst naar Engeland voordat ze zich in 1940 in New York vestigden. In 1954 studeerde Penzias af in natuurkunde aan het City College of New York. York voordat hij tot 1956 als radarofficier bij het US Army Signal Corps diende.

Vervolgens verhuisde hij naar het stralingslaboratorium van Columbia University waar hij zich bezighield met microgolffysica, waar hij in 1962 promoveerde onder leiding van de uitvinder van de Maser. Karel Townes.

Penzias ging vervolgens aan de slag bij Bell Labs, New Jersey, waar hij microgolfontvangers voor radioastronomie ontwikkelde. Daar werkte hij samen met Wilson aan een hoornreflectorantenne met een diameter van 6 m en een ultraruisontvanger van 7 cm. In 1964 stuitte het tweetal op een overtollige stralingsbron van 3 K die ze niet konden elimineren.

Aanvankelijk dachten ze dat het gesis van radiogolven met een golflengte van 7.35 cm van aardse oorsprong was, aangezien het ongeveer uniform was in alle richtingen aan de hemel. Ze vroegen zich zelfs af of het veroorzaakt werd door duivenuitwerpselen op de antenne.

In feite waren ze op de kosmische microgolfachtergrondstraling gestuit, die eind jaren veertig voor het eerst werd voorspeld door kosmologen Ralph Alpher en Robert Herman.

Penzias en Wilson publiceerden hun experimentele bevindingen in de Astrophysical Journal (142 419) naast een artikel van Robert Dicke (142 414), die eerder had berekend dat het universum gevuld zou moeten zijn met een overblijfsel van zwartlichaamstraling bij een minimumtemperatuur van 10 K. Dicke interpreteerde het geluid dat Penzias en Wilson hadden gemeten als een signatuur van de CMB.

Een hete, dichte toestand

Destijds waren er twee belangrijke concurrerende theorieën over het universum. De ‘steady-state theorie’ stelde dat het universum voortdurend uitdijt, maar met een vaste dichtheid. Dan was er de ‘Big-Bang’-theorie, die voorzag dat het universum op één punt begon en zich vervolgens uitbreidde en uitbreidde naarmate het groeide.

De ontdekking van de CMB leverde het eerste directe bewijs dat het universum begon in een hete oerknal. Later bleek dat de CMB een temperatuur had die dicht bij een zwart lichaam lag, namelijk 2.7 K, en theoretici realiseerden zich dat de lage temperatuur het gevolg is van de uitdijing van het heelal.

Penzias en Wilson deelden de Nobelprijs voor de Natuurkunde uit 1978 voor de ontdekking en sindsdien heeft de CMB onderzoekers voorzien van veel informatie over het universum, waaronder de ontdekking in de jaren zeventig dat de CMB niet puur isotroop is, maar kleine anisotropieën heeft.

De CMB is sindsdien in ongekend detail gemeten door grond- en ruimtesondes. Deze omvatten NASA's Kosmische achtergrondverkenner, die in 1989 werd gelanceerd, en de Wilkinson Magnetron Anisotropie Probe dat in 2001 van start ging.

Na een 37-jarige carrière bij Bell Labs, inclusief periodes als onderzoeksdirecteur en hoofdwetenschapper, ging Penzias in 1998 met pensioen. Nadat hij er twee had geschreven boeken over technologie en businessDaarna trad hij in dienst bij het durfkapitaalbedrijf New Enterprise Associates.

Naast de Nobelprijs ontving Penzias in 1977 de Henry Draper Medal van de Amerikaanse National Academy of Sciences en de George Pake Prize van de American Physical Society in 1990.

[Ingesloten inhoud]

Tijdstempel:

Meer van Natuurkunde wereld