Der Nobelpreis für Physik geht an den Zucker im Kaffee

Von | 15. November 2019

Der Nobelpreis für Physik wird jedes Jahr an Personen vergeben, die im vergangenen Jahr der Menschheit einen großen Nutzen gebracht haben. Leider versteht außer einer kleinen Gruppe Eingeweihter meistens keiner, worum es geht und worin der Nutzen bestehen soll. Dieses Jahr war es anders.

Was der Zucker im Kaffee mit dem diesjährigen Nobelpreis der Physik zu tun hat, erklärt Dr. Hannes Bräutigam. (Foto: Federico Gambarini/dpa)

Zu einer Hälfte geht der Nobelpreis an den kanadischen und US-amerikanischen Kosmologen James Peebles für theoretische Entdeckungen in der Kosmologie. Er hat unsere Sicht auf die Entstehung des Kosmos und unseren Platz im Universum grundlegend verändert.

Für Nicht-Kosmologen erklärt James Peebles das Universum folgendermaßen: Nimm eine Tasse Kaffee und gib etwas Zucker dazu. Der Zucker ist das, was wir im Universum an Materie kennen. Der Rest besteht aus dunkler Materie und dunkler Energie, über die wir nur wenig wissen.

Anhand seiner Theorien können wir sehr viel über das Universum erfahren und berechnen.

Gibt es noch mehr als die uns bekannte Materie?

99,9 Prozent der Entwicklung des Universums seit dem Urknall werden damit erklärbar. Das ist ein Zeitraum von rund 14 Milliarden Jahren.
Wir verstehen die Struktur im Universum besser, warum es überhaupt Struktur und Galaxien gibt oder warum aus Staub und Gas ganze Planeten entstehen können. Gibt es noch mehr als die Materie, die wir kennen? Mit seinen Theorien hat James Peebles die Jagd auf dunkle Materie und Energie eröffnet. Es hat gedauert, bis die Parameter im Universum gefunden und festgelegt wurden. Jetzt können wir mit ihnen Physik betreiben.

James Peebles teilt sich den Preis zusammen mit zwei Astrophysikern, Michael Mayor und Didier Queloz aus Genf. Durch Messungen von Lichtveränderungen in anderen Sternensystemen wurden Exoplaneten nachgewiesen. Es wurde gezeigt, dass das, was wir aus unserem Sonnensystem kennen, auch in anderen Sonnensystemen vorkommen kann. Daher muss das Leben in unserem Sonnensystem nicht einmalig sein. Die beiden Schweizer Forscher hatten 1995 zwar noch keine Aliens entdeckt, aber den ersten Exoplaneten, der um einen sonnenähnlichen Stern kreist.

Ihre Methode wurde bekannt als die Wobble-Methode: Wenn ein Planet einen Stern umkreist, ziehen sich beide an. Das bedeutet, dass beide um einen gemeinsamen Mittelpunkt kreisen und das mit einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung. Das verändert das Farbspektrum. Wenn sich der Stern auf einen zubewegt, kommt es zu einer Blauverschiebung, wenn er sich wegbewegt, zu einer Rotverschiebung. Mit exakten Methoden können diese Bewegungen gemessen werden.

Heute sind mehr als 4 000 Exoplaneten entdeckt. Vielleicht sind wir nicht allein im Universum.

Welche Bedeutung der Nobelpreis hat

1901 wurde zum ersten Mal der Nobelpreis verliehen. Sein Stifter, der Chemiker und Erfinder Alfred Nobel, wurde mit der Entdeckung des Dynamits bekannt – und reich. Seine Erfindung war zu Kriegszwecken gänzlich ungeeignet, was ihm dennoch den Ruf eines Kaufmanns des Todes einbrachte. Daraufhin engagierte er sich zusammen mit Bertha von Suttner in der Friedensbewegung und gründete eine Stiftung, die den Nobelpreis auslobt. An Menschen, die der Menschheit den größten Nutzen gebracht haben. Die höchste Auszeichnung für Physiker ist insgesamt mit umgerechnet etwa 830 000 Euro (neun Millionen Schwedischen Kronen) dotiert.

„Man sollte keine Wissenschaft machen, um Preise zu bekommen, sondern weil es fasziniert“, kommentiert der Physiker Harald Lesch die Preisvergabe. „Gefeiert wird die Denkleistung, etwas zu verstehen und so zu verstehen, dass man es jemandem erklären kann. Es ist ein hohes Fest für unsere Vernunft und unseren Verstand in Zeiten, in denen ganz andere Geister unterwegs sind und uns verunsichern.“

Astronomie ist etwas, das sich mit dem Ganzen beschäftigt. Nach dem Blick in den Kosmos können wir wieder auf uns selbst schauen und überlegen, was wir mit unserem Planeten machen können. Wir sind das Resultat einer großen kosmischen Entwicklung, sagt Lesch: „Aus der gesamten Geschichte des Universums haben diese drei Astrophysiker große Kapitel erzählt.“

Kurz und knapp

Der kanadische und US-amerikanische Kosmologe James Peebles erhält die eine Hälfte des Nobelpreises für die theoretischen Grundlagen unserer heutigen Vorstellung über das Universum.

Michael Mayor und Didier Queloz aus Genf erhalten zusammen die andere Hälfte für die Entdeckung des ersten extrasolaren Planeten.

So entdeckt man extrasolare Planeten: Wenn Planeten um einen Stern kreisen, geraten sie durch die jeweilige Anziehungskraft in veränderte Kreisbahnen. Diese Schwingungen kann man im Lichtspektrum nachweisen. Man nennt dies die sogenannte Wobble-Methode.