Ganhadores do Premio Nobel de Física
Borges e Nicolau
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2006
John C. Mather e George F. Smoot - pela descoberta do perfil de corpo negro e da anisotropia da radiação cósmica de fundo em microondas.
John C. Mather e George F. Smoot - pela descoberta do perfil de corpo negro e da anisotropia da radiação cósmica de fundo em microondas.
John C. Mather (1946) e George F. Smoot (1945), físicos estadunidenses
Premio Nobel de Física de 2006
A Academica Real das Ciências sueca decidiu atribuir no ano de 2006 o Premio Nobel da Física a John C. Mather, astrofísico do Laboratório de Cosmologia Observacional do Centro Goddard de Voos Espaciais da NASA, em Maryland, e a George F. Smoot, astrofísico e cosmólogo observacional no Laboratório Lawrence e professor de física da Universidade da Califórnia, em Berkeley, pelas suas contribuições para o esclarecimento da natureza e das anisotropias da radiação cósmica de fundo (RCF) que banha o universo.
Mather e Smoot trabalharam juntos na construção e no lançamento em 1989 do satélite da NASA Cosmic Background Explorer (COBE) destinado a observar os sinais residuais da explosão primordial – o Big Bang, que teria ocorrido cerca de 14 mil milhões de anos atrás. Em Abril de 1992 anunciaram a detecção dos mais antigos vestígios do calor residual dessa explosão e, além disso, a descoberta que iludiu os cientistas durante décadas, a existência de variações de temperatura da RCF, relíquias fósseis da explosão primordial que deu origem ao universo, e indicativas das suas primeiras estruturas. “Essas medidas vieram confirmar a nossa representação do Big Bang”, segundo George Smoot. “Ao estudar as flutuações da RCF de micro-ondas, encontrámos o instrumento que nos permitiu explorar o universo primordial, ver como evoluiu e de que é feito.”
Para Smoot, “Estas pequenas variações são registos de pequeníssimas deformações no tecido do espaço-tempo originadas pela explosão primordial. Foram produzidas no momento em que o universo que hoje vemos era tão pequeno que não havia espaço suficiente para um único próton. Durante milhares de milhões de anos, a gravidade ampliou essas deformações dando origem às galáxias, enxames de galáxias, e a grandes espaços vazios.”
COBE
O satélite COBE foi lançado a 18 de Novembro de 1989, indo munido de três instrumentos: o DIRBE (the Diffuse InfraRed Experiment) para detectar e medir a radiação cósmica de infra-vermelhos, o DMR (Differential Microwave Radiometers) para mapear com precisão a RCF de micro-ondas, e o FIRAS (Far-InfaRed Absolute Spectrophotometer) para comparar a radiação cósmica de fundo de micro-ondas com a radiação de um corpo negro. John Mather dirigiu a equipa do FIRAS e George Smoot dirigiu a equipa ligada ao DMR.
As medidas iniciais de temperatura da RCF obtidas por Penzias e Wilson, quando acidentalmente a descobriram em 1965, indicavam que a temperatura era independente da direção, isto é, que a radiação era isotrópica, com uma precisão de cerca de 10%. Medidas mais precisas revelaram posteriormente que numa dada direção a temperatura era cerca de 0,001 K mais elevada num dos sentidos relativamente ao sentido oposto. É o que se chama anisotropia dipolar e é interpretada como sendo devida ao movimento da Terra através da RCF. Foi então que em 1992, as equipes do COBE encontraram anisotropias (da ordem de um para 100 000) para separações angulares muito menores (para ângulos da ordem de 7º). Estas pequenas flutuações de temperatura estão diretamente relacionadas com variações da densidade de energia, as quais estão na origem dos processos de formação de estrutura no universo primitivo.
Antes destas descobertas pensava-se que o Big Bang não era capaz de explicar a formação de galáxias e enxames de galáxias pois previa um universo espacialmente homogêneo e isotrópico. Mas o mais surpreendente é que o nível de anisotropia encontrado pelo COBE é precisamente o indicado para que essas estruturas se possam formar. Se tivesse sido encontrado um nível de flutuações correspondentes a uma parte em 200 000, por exemplo, então as galáxias não encontrariam as sementes de condensação necessárias para a sua formação.
Os resultados do COBE foram mais tarde confirmados por experiências realizadas em balões, incluindo a liderada pela Universidade da Califórnia, Berkeley, Millimeter Anisotropy eXperiment Imaging Array (MAXIMA), a sua complementar na Antárctica, Ballon Observations Of Millimeter Extragalactic Radiation and Geophysics (BOOMERanG) e mais recentemente pela Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), as quais permitiram a observação da RCF segundo escalas angulares menores do que as observadas pelo COBE. George Smoot colaborou em todas estas experiências e está agora envolvido na preparação do satélite Planck da Agência Espacial Europeia, que será lançado em 2008.
Smoot recorda que quando começou a sua carreira, a cosmologia não era considerada por muitos físicos como uma verdadeira ciência, mas como uma área marginal, muito especulativa. Hoje, na sequência destas descobertas em que Mather e Smoot estiveram envolvidos, a cosmologia é considerada uma ciência de precisão, capaz de testar os vários modelos teóricos que vão sendo propostos. E o modelo padrão da cosmologia, o Big Bang, é hoje uma teoria bem fundamentada sobre a origem do universo.
Paulo Crawford
Departamento de Física da FCUL
Original aqui
Premio Nobel de Física de 2006
A Academica Real das Ciências sueca decidiu atribuir no ano de 2006 o Premio Nobel da Física a John C. Mather, astrofísico do Laboratório de Cosmologia Observacional do Centro Goddard de Voos Espaciais da NASA, em Maryland, e a George F. Smoot, astrofísico e cosmólogo observacional no Laboratório Lawrence e professor de física da Universidade da Califórnia, em Berkeley, pelas suas contribuições para o esclarecimento da natureza e das anisotropias da radiação cósmica de fundo (RCF) que banha o universo.
Mather e Smoot trabalharam juntos na construção e no lançamento em 1989 do satélite da NASA Cosmic Background Explorer (COBE) destinado a observar os sinais residuais da explosão primordial – o Big Bang, que teria ocorrido cerca de 14 mil milhões de anos atrás. Em Abril de 1992 anunciaram a detecção dos mais antigos vestígios do calor residual dessa explosão e, além disso, a descoberta que iludiu os cientistas durante décadas, a existência de variações de temperatura da RCF, relíquias fósseis da explosão primordial que deu origem ao universo, e indicativas das suas primeiras estruturas. “Essas medidas vieram confirmar a nossa representação do Big Bang”, segundo George Smoot. “Ao estudar as flutuações da RCF de micro-ondas, encontrámos o instrumento que nos permitiu explorar o universo primordial, ver como evoluiu e de que é feito.”
Para Smoot, “Estas pequenas variações são registos de pequeníssimas deformações no tecido do espaço-tempo originadas pela explosão primordial. Foram produzidas no momento em que o universo que hoje vemos era tão pequeno que não havia espaço suficiente para um único próton. Durante milhares de milhões de anos, a gravidade ampliou essas deformações dando origem às galáxias, enxames de galáxias, e a grandes espaços vazios.”
COBE
O satélite COBE foi lançado a 18 de Novembro de 1989, indo munido de três instrumentos: o DIRBE (the Diffuse InfraRed Experiment) para detectar e medir a radiação cósmica de infra-vermelhos, o DMR (Differential Microwave Radiometers) para mapear com precisão a RCF de micro-ondas, e o FIRAS (Far-InfaRed Absolute Spectrophotometer) para comparar a radiação cósmica de fundo de micro-ondas com a radiação de um corpo negro. John Mather dirigiu a equipa do FIRAS e George Smoot dirigiu a equipa ligada ao DMR.
As medidas iniciais de temperatura da RCF obtidas por Penzias e Wilson, quando acidentalmente a descobriram em 1965, indicavam que a temperatura era independente da direção, isto é, que a radiação era isotrópica, com uma precisão de cerca de 10%. Medidas mais precisas revelaram posteriormente que numa dada direção a temperatura era cerca de 0,001 K mais elevada num dos sentidos relativamente ao sentido oposto. É o que se chama anisotropia dipolar e é interpretada como sendo devida ao movimento da Terra através da RCF. Foi então que em 1992, as equipes do COBE encontraram anisotropias (da ordem de um para 100 000) para separações angulares muito menores (para ângulos da ordem de 7º). Estas pequenas flutuações de temperatura estão diretamente relacionadas com variações da densidade de energia, as quais estão na origem dos processos de formação de estrutura no universo primitivo.
Antes destas descobertas pensava-se que o Big Bang não era capaz de explicar a formação de galáxias e enxames de galáxias pois previa um universo espacialmente homogêneo e isotrópico. Mas o mais surpreendente é que o nível de anisotropia encontrado pelo COBE é precisamente o indicado para que essas estruturas se possam formar. Se tivesse sido encontrado um nível de flutuações correspondentes a uma parte em 200 000, por exemplo, então as galáxias não encontrariam as sementes de condensação necessárias para a sua formação.
Os resultados do COBE foram mais tarde confirmados por experiências realizadas em balões, incluindo a liderada pela Universidade da Califórnia, Berkeley, Millimeter Anisotropy eXperiment Imaging Array (MAXIMA), a sua complementar na Antárctica, Ballon Observations Of Millimeter Extragalactic Radiation and Geophysics (BOOMERanG) e mais recentemente pela Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), as quais permitiram a observação da RCF segundo escalas angulares menores do que as observadas pelo COBE. George Smoot colaborou em todas estas experiências e está agora envolvido na preparação do satélite Planck da Agência Espacial Europeia, que será lançado em 2008.
Smoot recorda que quando começou a sua carreira, a cosmologia não era considerada por muitos físicos como uma verdadeira ciência, mas como uma área marginal, muito especulativa. Hoje, na sequência destas descobertas em que Mather e Smoot estiveram envolvidos, a cosmologia é considerada uma ciência de precisão, capaz de testar os vários modelos teóricos que vão sendo propostos. E o modelo padrão da cosmologia, o Big Bang, é hoje uma teoria bem fundamentada sobre a origem do universo.
Paulo Crawford
Departamento de Física da FCUL
Original aqui
Próximo Sábado: Ganhadores do Premio Nobel de 2007:
Albert
Fert e Peter Grünberg pela descoberta do efeito da magnetorresistência
gigante, utilizado no desenvolvimento de ferramentas de leitura em aparelhos digitais.
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