Physik-Nobelpreis für drei Erforscher des Kosmos

Der Nobelpreis für Physik geht in diesem Jahr jeweils zur Hälfte an den kanadisch-amerikanischen Kosmologen James Peebles (84) sowie an die Schweizer Astronomen Michel Mayor (77) und Didier Queloz (53). Die höchste Auszeichnung für Physiker ist mit umgerechnet etwa 830.000 Euro (9 Millionen Schwedischen Kronen) dotiert.

Die beiden Schweizer hatten 1995 den ersten Exoplaneten entdeckt, der um einen sonnenähnlichen Stern kreist. Es war der Startschuss für eine ganze Reihe solcher Nachweise. «Die Entdeckung hat einen neuen Zweig in der Astronomie begründet», sagt Mathias Zechmeister vom Institut für Astrophysik der Universität Göttingen. Mittlerweile kennen Forscher mehr als 4.100 Exoplaneten. Der von Mayor und Queloz entdeckte Himmelskörper mit dem Namen «51 Pegasi b» ist 50 Lichtjahre von der Erde entfernt. Er braucht nur vier Tage, um seinen Stern zu umkreisen.

Im Jahr 2015 bekam der Exoplanet von der Internationalen Astronomischen Union in einem Namenswettbewerb den Namen Dimidium. Exoplaneten sind schwer zu beobachten, weil sie nicht selbst leuchten. Um den Himmelskörper dennoch nachweisen zu können, bedienten sich die beiden Schweizer Forscher von der Universität Genf der sogenannten Radialgeschwindigkeits-Methode. Dabei macht man sich den Effekt zunutze, dass die Schwerkraft des Exoplaneten die Bewegungen seines Sterns beeinflusst.

Peebles Arbeiten wiederum lieferten die Grundlage für unser Verständnis der Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute, hieß es vom Nobelpreiskomitee. «Praktisch hinter allen Ideen zum Aufbau des Universums auf großen Skalen steckt James Peebles», sagte Matthias Steinmetz vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam. Mitte der 1960er-Jahre konnte auch mit Hilfe der theoretischen Arbeiten von Peebles erstmals die sogenannte Hintergrundstrahlung nachgewiesen werden. Diese Strahlung ist kurz nach dem Urknall entstanden und liegt heute im Mikrowellenbereich. Sie durchzieht das gesamte Universum.

Ein Durchbruch gelang, als Peebles von der US-amerikanischen Universität Princeton erkannte, dass dieses «Echo des Urknalls» Informationen darüber enthält, wie viel Materie im Urknall entstanden sein muss. Schon in den 1930er-Jahren hatten Forscher aus den Beobachtungen von Galaxien geschlossen, dass es neben der sichtbaren Materie noch mehr geben muss: die sogenannte Dunkle Materie. Doch deren Zusammensetzung blieb lange Zeit unklar.

Peebles brachte 1982 die Theorie auf, dass Dunkle Materie aus noch unentdeckten schweren, langsamen Teilchen besteht. Diese Partikel machen Berechnungen zufolge 26 Prozent des Kosmos aus. 5 Prozent bestehen aus Materie wie wir sie kennen. Fehlen noch 69 Prozent. Für sie haben Forscher den Begriff Dunkle Energie geprägt – auch an diesem Konzept war Peebles entscheidend beteiligt.

Seit der ersten Vergabe im Jahr 1901 haben 209 Forscher den Physik-Nobelpreis erhalten, darunter drei Frauen. Der US-Amerikaner John Bardeen bekam ihn zweimal. Im vergangenen Jahr hatten Arthur Ashkin (USA), Gérard Mourou (Frankreich) und Donna Strickland (Kanada) den Nobelpreis für Physik für die Entwicklung hochpräziser Werkzeuge aus Licht bekommen.