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Eva Stanzl Redakteurin

Stockholm. Der Nobelpreis für Physik 2019 geht zur Hälfte an den Kanadier James Peebles für seine "theoretischen Entdeckungen in der physikalischen Kosmologie" und zur anderen Hälfte an die beiden Schweizer Michel Mayor und Didier Queloz für die Entdeckung "eines Exoplaneten im Umlauf um einen sonnenähnlichen Stern". Das gab die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Dienstag in Stockholm bekannt.

- © nobelprize.org
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"In den letzten Jahrzehnten wurden erhebliche Fortschritte im Verständnis des Universums und unseres Platzes darin gemacht. Insbesondere die Entdeckung der kosmischen Hintergrundstrahlung 1964 (durch Arno Penzias und Robert Wilson, Anm.) hat sich als Goldmine für das Verständnis der kosmischen Evolution erwiesen. Ohne die theoretischen Arbeiten von James Peebles wären ihre Präzisionsmessungen nicht möglich gewesen", begründete der Vorsitzende des Nobel-Komitees, Mats Larsson, die Entscheidung. Und: "1995 gaben Michel Mayor und Didier Queloz die Entdeckung eines Exoplaneten um einen sonnenähnlichen Stern bekannt. Es handelte sich um eine Enthüllung, die unsere Sicht auf das Universum für immer veränderte", sagte Larsson.

James Peebles, geboren 1935 in Manitoba, studierte an der dortigen Universität und promovierte 1962 bei Robert Dicke, unter dessen Einfluss er von der Teilchenphysik zur Kosmologie wechselte, an der Universität Princeton, wo er heute emeritierter Professor ist. Peebles erkannte, dass die Temperatur der Hintergrundstrahlung (nahe dem absoluten Nullpunkt von minus 273 Grad Celsius) Auskunft darüber geben kann, wie viel Materie beim Urknall gebildet wurde. Er verstand, dass die Freisetzung dieser Strahlung eine entscheidende Rolle dabei spielte, wie sich Materie zu Galaxien und Galaxienhaufen formte.

Das Universum war nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren extrem heiß und dicht. Fast 400.000 Jahre später wurde es transparent, Licht konnte nun durch den Raum reisen. Noch heute ist die alte Strahlung überall zu finden. Mit seinen Berechnungen konnte Peebles die Spuren über den Anfang des Universums interpretieren. "Die Kosmologie wurde von der Spekulations- zur Präzisionswissenschaft", sagte der Astrophysiker Ulf Danielsson vom Nobel-Komitee.

"Das Universum ist wie Kaffee mit Milch und Zucker"

Danielsson verglich das Universum mit einer Tasse Frühstückskaffee. "Man nehme eine Tasse schwarzen Kaffee und füge eine kleinere Menge Milch und schließlich einen kleinen Löffel Zucker hinzu", beschreibt Danielsson die Mengenaufteilung zwischen bekannter Materie, aus der Galaxien und Sterne bestehen (Zucker), der rätselhaften Dunklen Materie (Milch) und der noch mysteriöseren Dunklen Energie (Kaffee).Bekannte Materie macht nur etwa fünf Prozent des Universums aus. Um sie drehte sich die physikalische Forschung der vergangenen Jahrhunderte. Heute, am Ende des Zeitalters der Galaxien, stehen Milliarden Jahre der Expansion bevor, in denen das Universum immer kälter und dunkler wird.

Im Telefonat mit der Schwedischen Akademie sprach Peebles über seine Faszination für das Unbekannte, das diese Entwicklung bestimmt. "Es ist schon ironisch, dass wir klare Belege haben, dass das All aus einem sehr heißen Zustand expandierte, jedoch Dunkle Materie und Dunkle Energie nach wie vor rätselhaft sind."

Michel Mayor, geboren 1942 in Lausanne, ist Professor für Astronomie der Universität Genf. Didier Queloz, geboren 1966 in Genf, ist Professor der Universität Cambridge und der Universität Genf. Beide gaben im Oktober 1995 bekannt, den ersten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems (Exoplanet) entdeckt zu haben, "51 Pegasi b" ist ein 50 Lichtjahre entfernter Gasplanet, vergleichbar mit Jupiter, im Sternbuild des Pegasus. Jedoch benötigt er nur ein paar Tage, um seinen Stern zu umrunden. Auf dem Exoplaneten hat es mehr als 1000 Grad.

Der Physik-Nobelpreis wird seit 1901 vergeben. Die erste Auszeichnung erhielt der deutsche Physiker Wilhelm Conrad Röntgen für die Entdeckung der "X-Strahlen", der später nach ihm benannten Röntgenstrahlen. Die Preisträger der vergangenen zehn Jahre waren:

2018: Die Laserphysiker Arthur Ashkin (USA), Gérard Mourou (Frankreich) und Donna Strickland (Kanada) für die Entwicklung präziser Werkzeuge aus Licht.

2017: Die drei US-Forscher Rainer Weiss, Barry Barish und Kip Thorne für den direkten Nachweis von Gravitationswellen. Albert Einstein hatte das Phänomen bereits vorhergesagt.

2016: Die gebürtigen Briten David Thouless, Duncan Haldane und Michael Kosterlitz. Sie haben exotische Zustände beschrieben, die eine Relevanz für Quantencomputer und neue Materialien haben könnten.

2015: Der Japaner Takaaki Kajita und der Kanadier Arthur McDonald. Sie hatten nachgewiesen, dass Neutrinos eine Masse besitzen. Die winzigen neutralen Elementarteilchen durchströmen das All und selbst Mauern.

2014: Die gebürtigen Japaner Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura für die Erfindung hocheffizienter Lichtquellen. Die blau leuchtenden Dioden ermöglichen helle und energiesparende LEDs.

2013: Der Belgier Francois Englert und der Brite Peter Higgs für die Vorhersage des Higgs-Teilchens.

2012: Serge Haroche aus Frankreich und David Wineland aus den USA für Fallen, mit denen sich geladene Teilchen (Ionen) und Licht (Photonen) einfangen lassen. Sie schufen damit Grundlagen für genauere Uhren und grundsätzlich neue Computer.

2011: Saul Perlmutter, Adam G. Riess (beide USA) und Brian P. Schmidt (USA und Australien) für die Beobachtung, dass sich das All derzeit immer schneller ausdehnt.

2010: Der Niederländer Andre Geim und der britisch-russische Physiker Konstantin Novoselov für ihre Arbeiten zu Graphen. Das einlagige Gitter aus Kohlenstoffatomen leitet hervorragend Hitze und Strom.

2009: Charles Kao (China), Willard Boyle und George Smith (beide USA) für die schnelle Datenübertragung durch Glasfasern sowie für den lichtempfindlichen CCD-Chip.

Seltsame neue Welten

"Wenn ein Planet an seinem Stern vorbeizieht, verändert er die Farbe des Sterns. Dieser wird etwas blauer, wenn der Planet auf uns zukommt, und etwas rötlicher, wenn er sich entfernt. Mit einer solchen indirekten Beobachtung wurde ,51 Pegasi b‘ entdeckt", erklärte Danielsson. Seither wurden mehr als 4000 Exoplaneten gefunden. "Wir hatten unrecht, als wir noch meinten, dass nur unser Sonnensystem Planeten enthält."

Unter den neu entdeckten Planeten befinden sich seltsame neue Welten in einer unglaublichen Fülle an Größen, Formen und Bahnen. Sie würden die Vorstellungen der Wissenschafter über Planetensysteme herausfordern und sie dazu zwingen, ihre Theorien über die physikalischen Prozesse hinter den Ursprüngen der Planeten zu überdenken, so das Nobel-Komitee.

Ob es Leben auf anderen Planeten gibt? "Es ist bemerkenswert: Wir können sicher sein, dass es unzählige Planeten gibt und gewiss einige davon sich für etwas eignen, das wir als Leben bezeichnen würden. Ob es in irgendeiner Weise Leben wie unseres wäre, ist eine Frage, die erst beantwortet werden muss", sagte Peebles. Unterdessen feierte Didier Queloz den Physik-Nobelpreis mit Champagner.

Die Auszeichnung ist wie jedes Jahr mit rund 830.000 Euro dotiert. Übergeben wird der Preis alljährlich am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel.

Vergangenes Jahr teilten sich der US-Forscher Arthur Ashkin, der französische Wissenschafter Gerard Mourou und die kanadische Forscherin Donna Strickland das Preisgeld. Sie wurden für ihre bahnbrechenden Entwicklungen im Bereich der Laserphysik ausgezeichnet.