Dinsdag 22/10/2019

Opinie

Het heelal heeft nog altijd meer verbeelding dan wij

Beeld Photo News

De Nobelprijs voor Fysica gaat dit jaar naar de Amerikaan James Peebles voor theoretische ontdekkingen op het vlak van de fysische kosmologie, en naar de Zwiters Michel Mayor en Didier Queloz voor de ontdekking van een planeet rond een andere ster dan de zon. Christoffel Waelkens is goed bekend met het werk van Mayor en noemt hem een van zijn beste vrienden in de sterrenkunde. Waelkens was bovendien de ‘peter’ van het eerste eredoctoraat dat hij heeft behaald, aan de KU Leuven in 2002. Hij schreef deze bijdrage op uitnodiging van De Morgen.

De meest gestelde vragen die je als sterrenkundige krijgt, gaan ofwel over de oerknal en de evolutie van het heelal, ofwel over andere planetenstelsels en de mogelijkheid dat daar ook leven is. De Nobelprijs Natuurkunde van dit jaar gaat nu juist naar wetenschappers die beslissende stappen gezet hebben naar antwoorden op die vragen.

Jim Peebles is een theoretisch kosmoloog, die door het modelleren van waarnemingen van sterrenstelsels sterk heeft bijgedragen tot ons begrijpen van de evolutie van het heelal. Hij was in Princeton in 1965, toen daar in de omgeving de zogenaamde kosmische achtergrondstraling werd ontdekt, radiostraling die enkel kan verklaard worden in termen van een expanderend heelal dat vroeger heel heet moet zijn geweest. Die straling is uit alle richtingen dezelfde, wat erop wijst dat het vroege heelal uiterst homogeen was. Maar wanneer en hoe zijn dan structuren als sterrenstelsels ontstaan? Nadat het heelal elektrisch neutraal was geworden, zodat de gravitatie in iets dichtere gebieden lokaal de materie weer kon doen samentrekken. Al in 1968 wees Peebles, samen met Joseph Silk, erop dat er dan vroeger ook al oneffenheden moeten geweest zijn, en die moeten als kleine fluctuaties ook zichtbaar zijn in de achtergrondstraling, hetgeen in 1992 werd bevestigd.

Om van die kleine initiële oneffenheden snel genoeg sterrenstelsels te maken, is er nood aan een nog steeds mysterieuze vorm van ‘donkere materie’. Reeds in 1933 had Fred Zwicky het bestaan daarvan vermoed uit de bewegingen in clusters van sterrenstelsels. In de modernere tijd (1974) was het Peebles, samen met Jeremiah Ostriker, die daar nieuwe aanwijzingen voor vond. Ze toonden, via numerieke simulaties, aan dat de schijven van spiraalstelsels niet stabiel konden zijn, tenzij die stelsels ingebed waren in een massieve halo waarvan we geen licht ontvangen. Jim Peebles bleef pionierswerk verrichten rond numerieke simulaties van de vorming en evolutie van sterrenstelsels, en ligt hiermee aan de basis van een onderzoeksdomein dat vandaag de observationele kosmologie domineert.

De Zwitserse astrofysicus Michel Mayor wint samen met Didier Queloz en James Peebles de Nobelprijs voor Fysica 2019. Beeld AFP

In ons land zijn velen heel blij met de Nobelprijs van Jim Peebles. Want hij was ook degene die wereldwijd ijverde voor erkenning van de rol van onze Lemaître als de echte ‘vader’ van de oerknaltheorie. Als de ‘wet van Hubble’ vandaag de ‘wet van Hubble-Lemaître’ wordt genoemd, danken we dat in grote mate aan Jim Peebles.

Michel Mayor en Didier Queloz verdienden de Nobelprijs voor de eerste ontdekking (in 1995) van een planeet rond een andere ster dan de zon. De beweging die ze zo in gang hebben gezet, is enorm: vandaag zijn al een vierduizend-tal exoplaneten gekend, en het onderzoeksdomein is geëxplodeerd, onder meer ook door de nieuwe instrumenten waarvan zij de inspiratoren waren.

Mayor en zijn doctoraatsstudent Queloz waren niet de enigen die planeten zochten, maar ze hebben dat het slimst aangepakt. De methode was het zoeken naar de kleine bewegingen die de gravitatiekracht van planeten op hun moederster teweegbrengt. Die bewegingen zijn het best waarneembaar voor de grootste planeten, want die trekken het hardst. Maar in ons zonnestelsel bevinden die grote planeten zich ver van de zon: de verwachting was dus dat de effecten klein zou zijn, en dat het jaren zou duren vooraleer een volledige baan was beschreven.

Het voordeel van de aanpak van Mayor en Queloz was tweevoudig. Hun methode steunde op een gedetailleerde code waarbij ze via het met elkaar correleren van spectra van dezelfde ster vrijwel onmiddellijk snelheidsveranderingen konden meten. Ten tweede waren ze breder geïnteresseerd dan enkel in planeten: ze wilden een globaal beeld krijgen van wat er zich allemaal rond sterren zoals de zon bevindt, en dat mochten ook andere sterren of bruine dwergen (mislukte sterren) zijn, met eender welke omloopsperiode. De planeet die ze vonden, bleek inderdaad een Jupiter-achtige grote planeet te zijn, maar vlakbij haar ster. De omloopsperiode bedraagt slechts vier dagen, en de klus waar anderen jaren voor uittrokken, was in enkele weken geklaard.

De wetenschappelijke attitude van Mayor en Queloz was er dus één met een breder perspectief, die hen in staat stelde klaar te zijn voor het onverwachte. Het heelal heeft immers nog altijd meer verbeelding dan wij. Een gewone veralgemening van de karakteristieken van ons eigen stelsel blijkt te naïef te zijn. Er is meer aan de hand, en dat is juist hetgene dat het onderzoek naar exoplaneten, opgezet door Mayor en Queloz, zo interessant maakt.

Christoffel Waelkens Beeld RV
Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met De Morgen?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van De Morgen rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234