Astrofisica e cosmologia sbancano il Nobel per la fisica 20193 min di lettura

Beh, due gran colpi quest’anno. Wow.

Il premio Nobel per la fisica 2019 va a James Peebles per i suoi studi teorici sulla radiazione cosmica di fondo e alla coppia Michel Mayor e Didier Queloz per la scoperta del primo esopianeta attorno a una stella diversa dal Sole, l’esopianeta 51 Pegasi b. Tutte robe astrofisiche.

Ma quanto sono belli i ritratti dei Nobel in generale?

Su Quantizzando, in questi anni, abbiamo parlato innumerevoli volte di radiazione cosmica di fondo ed esopianeti. Credo che siano gli argomenti più trattati in assoluto. Quindi per capire un po’ meglio per quali scoperte astrofisiche è stato assegnato il Nobel 2019, tanto vale attingere a mani basse dall’archivio di questo blog, aggiungendo qualche informazione in più vista la giornata di oggi.

Peebles: uno sguardo teorico all’evoluzione dell’universo

Dire che il contributo che James Peebles ha dato alla cosmologia è stato fondamentale è usare un eufemismo. Tutti noi studenti, laureandi e dottorandi, aspiranti cosmologi, abbiamo avuto tra le mani e studiato avidamente il suo libro Principles of physical cosmology.

Peebles ha sviscerato la fisica che c’è dietro la radiazione cosmica di fondo e ampiamente discusso il legame tra le caratteristiche della radiazione cosmica di fondo e la struttura dell’universo.

Come dite? Non avete idea di che cosa sia la radiazione cosmica di fondo? Nessun problema: un riassuntone completo lo trovate qui sotto, in due miei vecchi video su YouTube.

Prima parte…
…e seconda parte.

Il lavoro teorico di Peebles (il quale lavorava all’interno del gruppo di lavoro di un altro importante astrofisico, Robert Dicke) ha permesso di capire meglio i picchi delle correlazioni delle piccole fluttuazioni di temperatura della radiazione cosmica di fondo, cioè quelle che si vedono alla fine del secondo video qui sopra e che ripropongo qui sotto.

Le correlazioni misurate sulla radiazione cosmica di fondo sono spaventosamente ben riprodotte dai nostri modelli teorici…

Questi picchi forniscono informazioni legate al contenuto di materia ed energia che abbiamo nell’universo, come mostrato qui sotto.

…e come Dicke, Peebles e molti altri hanno capito, quei picchi ci danno un sacco di informazioni.

Insomma, direi che il premio Nobel per la fisica a James Peebles è più che meritato. Il lavorone che ha fatto merita ogni riconoscimento. Lo avrebbe meritato anche Robert Dicke, certo, ma purtroppo l’Accademia svedese non consegna Nobel postumi. Certe cose accadono solo per i premi Oscar.

Mayor e Queloz: alla scoperta di nuovi mondi

Voi lo sapete: per me la scoperta degli esopianeti è una delle scoperte astrofisiche più importanti mai fatte (forse seconda solo alla scoperta della radiazione cosmica di fondo). Ne ho parlato praticamente sempre su questo blog, e ogni anno per i premi Nobel speravo tanto che questo tipo di ricerca venisse riconosciuta (insieme al lavoro di Vera Rubin sulla materia oscura, ma purtroppo Rubin ha subito la stessa sorte di Robert Dicke). C’è anche una intera vecchia puntata del podcast Parsec a tema esopianeti.

Per un gioco assurdo di coincidenze, il primo esopianeta scoperto da Mayor e Queloz è stato scoperto proprio all’inizio di ottobre, nel 1995. Per la precisione il 5 ottobre. Io avevo quasi nove anni. Lo dico solo perché voglio ricordare che anche per me c’è stato un breve lasso di tempo in cui non sapevamo se ci fossero pianeti attorno ad altre stelle come il Sole.

Questo primissimo pianeta fu scoperto con il metodo delle velocità radiali. Di che si tratta? Un esopianeta che orbita attorno a una stella farà muovere anche la stella stessa: per colpa della gravità, stella ed esopianeta si attraggono reciprocamente e si muovono di conseguenza. La stella si muove poco perché ha una massa molto più grande dell’esopianeta, ma si muove.

Questo moto della stella può essere misurato con lo stesso principio con cui funziona l’autovelox per le automobili. La luce che noi osserviamo provenire dalla stella cambia frequenza a seconda che si avvicini o si allontani da noi lungo la nostra linea di vista: questo cambio di frequenza della luce è misurabile e ci permette di stimare la velocità della stella. Se l’effetto è grande, allora sarà grosso anche l’esopianeta che lo causa. Ma soprattutto, se vediamo un effetto del genere da una stella, beh, allora vuol dire che abbiamo beccato un esopianeta. E così è andata per 51 Pegasi b.

Ecco come funziona il metodo delle velocità radiali, metodo con cui Mayor e Queloz hanno scoperto l’esopianeta 51 Pegasi b e vinto il premio Nobel per la fisica 2019 (Crediti: NASA).

Dal 1995 a oggi abbiamo scoperto più di 4000 esopianeti e ormai siamo pronti a studiare le atmosfere e, perché no, gli oceani di questi esopianeti lontani. In 25 anni c’è stato un balzo incredibile di conoscenze, di telescopi spaziali in orbita, di articoli scientifici con ogni tipo di idea. L’obiettivo, resta sempre quello: scovare un pianeta simile alla Terra. Quando accadrà, se accadrà, saremo di fronte a una scoperta così notevole ed emozionante che forse il Nobel non avrà neanche più importanza, proiettati come saremo tutti a fantasticare.

Comunque sia, la spinta iniziale di tutto questo viaggio è arrivata proprio quel 5 ottobre 1995 grazie a Mayor e Queloz.


E ora si riparte: la comunità astrofisica che lavora su questi campi riceverà sicuramente molti più fondi di prima, data la ribalta guadagnata con il premio Nobel per la fisica. Inutile nascondersi, tutto questo fa ovviamente parte del gioco monetario della ricerca scientifica. Ma al netto di tutti questi discorsi, restano l’ingegno di persone che hanno avuto una visione lungimirante su temi teorici complessi e soprattutto distanti dalla nostra vita quotidiana e la caparbietà di trovare puntini luminosi lontani e, chissà, potenzialmente abitabili.

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