Arno Penzias: laureat Nagrody Nobla, który był współodkrywcą „echa Wielkiego Wybuchu”, umiera w wieku 90 lat – Physics World

Arno Penzias: laureat Nagrody Nobla, który był współodkrywcą „echa Wielkiego Wybuchu”, umiera w wieku 90 lat – Physics World

Arno Penzias i Robert Wilson
Kosmiczni pionierzy: Arno Penzias (po lewej) i Robert Wilson odkryli kosmiczne mikrofalowe tło w latach 1960. XX wieku (dzięki uprzejmości: AIP Emilio Segrè Visual Archives, Physics Today Collection)

Kosmolog Arno Penzias, który wraz z Robertem Wilsonem odkrył kosmiczne mikrofalowe tło (CMB), zmarł 22 stycznia w wieku 90 lat. Podzielił połowę 1978 Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki z Wilsonem, a drugą połowę przyznano Piotrowi Kapicy za prace z zakresu fizyki niskich temperatur.

Penzias urodził się 26 kwietnia 1933 r. w Monachium w Niemczech. W wieku sześciu lat Penzias wraz z rodziną uciekł z nazistowskich Niemiec, najpierw do Anglii, a następnie w 1940 r. osiedlił się w Nowym Jorku. W 1954 r. Penzias ukończył fizykę w City College of New York, zanim służył jako oficer radarowy w Korpusie Łączności Armii Stanów Zjednoczonych do 1956 roku.

Następnie przeniósł się do laboratorium radiacyjnego Uniwersytetu Columbia, gdzie zajmował się fizyką mikrofal, uzyskując stopień doktora w 1962 r. pod kierunkiem wynalazcy masera Charlesa Townesa.

Następnie Penzias objął stanowisko w Bell Labs w New Jersey, opracowując odbiorniki mikrofalowe dla radioastronomii. Tam pracował z Wilsonem nad anteną tubowo-reflektorową o średnicy 6 m z odbiornikiem ultraszumowym o średnicy 7 cm. W 1964 roku para natrafiła na nadmierne źródło promieniowania o temperaturze 3 K, którego nie mogli wyeliminować.

Początkowo sądzono, że syk fal radiowych o długości 7.35 cm ma pochodzenie ziemskie, biorąc pod uwagę, że na niebie był w przybliżeniu jednakowy we wszystkich kierunkach. Słynnie zastanawiali się nawet, czy jest to spowodowane odchodami gołębi na antenie.

W rzeczywistości natknęli się na kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła, które po raz pierwszy przewidzieli kosmolodzy Ralph Alpher i Robert Herman pod koniec lat czterdziestych XX wieku.

Penziasa i Wilsona opublikowali wyniki swoich eksperymentów Astrophysical Journal (142 419) wraz z artykułem Roberta Dicke’a (142 414), który wcześniej obliczył, że Wszechświat powinien być wypełniony reliktowym promieniowaniem ciała doskonale czarnego o minimalnej temperaturze 10 K. Dicke zinterpretował szum zmierzony przez Penziasa i Wilsona jako sygnaturę CMB.

Stan gorący i gęsty

W tamtym czasie istniały dwie główne, konkurencyjne teorie na temat wszechświata. „Teoria stanu ustalonego” głosiła, że ​​Wszechświat stale się rozszerza, ale ze stałą gęstością. Następnie pojawiła się teoria „Wielkiego Wybuchu”, która przewidywała, że ​​wszechświat zaczyna się w jednym punkcie, a następnie rozszerza się i rozciąga w miarę wzrostu.

Odkrycie CMB dostarczyło pierwszego bezpośredniego dowodu na to, że Wszechświat powstał w wyniku gorącego Wielkiego Wybuchu. Później odkryto, że CMB ma temperaturę bliską ciału czarnemu wynoszącą 2.7 K, a teoretycy zdali sobie sprawę, że niska temperatura jest wynikiem rozszerzania się Wszechświata.

Penzias i Wilson otrzymali za to odkrycie w 1978 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki i od tego czasu CMB dostarczyło badaczom mnóstwo informacji o Wszechświecie, w tym odkrycie z lat 1970. XX wieku, że CMB nie jest czysto izotropowy, ale ma niewielkie anizotropie.

Od tego czasu CMB zostało zmierzone z niespotykaną dotąd szczegółowością za pomocą sond naziemnych i kosmicznych. Należą do nich NASA Eksplorator tła kosmicznego, który został uruchomiony w 1989 r., oraz Mikrofalowa sonda anizotropowa Wilkinsona które rozpoczęło się w 2001 roku.

Po 37 lat kariery w Bell Labspełniąc funkcję dyrektora ds. badań i głównego naukowca, Penzias przeszedł na emeryturę w 1998 r. Po napisaniu dwóch książki o technologii i biznesienastępnie dołączył do firmy venture capital New Enterprise Associates.

Oprócz nagrody Nobla Penzias został uhonorowany medalem Henry'ego Drapera w 1977 r. od Narodowej Akademii Nauk Stanów Zjednoczonych oraz nagrodą George'a Pake'a przyznaną przez Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne w 1990 r.

[Osadzone treści]

Znak czasu:

Więcej z Świat Fizyki