All’indomani dell’annuncio dei vincitori del Nobel per Medicina, il cosmologo James Peebles e i planetologi Michel Mayor e Didier Queloz sono stati premiati con il Nobel per la Fisica 2019 per le loro scoperte relative alla radiazione cosmologica di fondo e ai primi pianeti esterni al Sistema Solare: scoperte che hanno cambiato la nostra immagine dell’universo.
Chi sono i vincitori
Il Nobel per la Fisica 2019 è andato al canadese James Peebles, 84 anni, per il suo contributo alla radiazione cosmica di fondo, ossia l’eco del Big Bang che ha dato origine all’universo. Nato a Winnipeg nel 1935, ha lavorato nell’Università americana di Princeton. A lui è assegnata la metà del premio.
Gli svizzeri Michel Mayor e Didier Queloz dividono l’altra metà del premio per la scoperta dei primi pianeti esterni al Sistema Solare. Michel Mayor, 77 anni, è nato a Losanna nel 1942 e ha insegnato nell’Università di Ginevra. Con il collega Didier Queloz, che ha lavorato fra le università di Ginevra e Cambridge, ha scoperto nel 1995 il primo pianeta estero al Sistema Solare intorno a una stella simile al nostro Sole.
DUE RICERCHE DIVERSE, ENTRAMBE RIVOLUZIONARIE
Sono due ricerche molto diverse, quelle che si dividono i tre premiati, ma entrambe hanno il merito di avere aperto strade nuove, capaci di portare a una nuova visione dell’universo. La scoperta di Peebles ha avuto il merito di avere osservato le tracce dell’evoluzione dell’universo dall’epoca del Big Bang, interpretandole al punto da proporre un’immagine completamente nuova, nella quale l’universo non era fatto soltanto di stelle, galassie e pianeti.
La nuova immagine dell’universo
La materia visibile, anzi, lo occuperebbe solo per una minima parte, pari al 5% e il restante 95% sarebbe costituita dalla materia oscura, fatta di particelle invisibili e finora mai viste, e dall’energia oscura, anche questa dalla natura misteriosa. Scoprire la natura di questi oggetti misteriosi è la grande scommessa della fisica contemporanea, sulla quale stanno indagando centinaia di ricercatori in tutto il mondo e grandi progetti, come quelli condotti dal più grande acceleratore del mondo, il Large Hadron Collider (Lhc) del Cern di Ginevra.
Localizzazione della stella 51 Pegasi, attorno alla quale ruota il primo pianeta esterno al Sistema Solare mai scoperto, individuato da Michel Mayor e Didier Queloz (fonte: © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences”)
Infiniti mondi
Mayor e Queloz hanno aperto un’altra porta sull’universo, altrettanto sorprendente, dimostrando che il nostro Sistema Solare non è affatto unico né un’eccezione nell’universo. Nel 1995 i due astronomi svizzeri hanno scoperto infatti il primo pianeta esterno al Sistema Solare, in orbita intorno alla stella 51 Pegasi e chiamato 51 Pegasi b. Era un gigante gassoso simile a Giove.
Localizzazione della stella 51 Pegasi, attorno alla quale ruota il primo pianeta esterno al Sistema Solare mai scoperto, individuato da Michel Mayor e Didier Queloz (fonte: © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences”)
Da allora nuovi pianeti sono stati scoperti con i telescopi basati a Terra e poi con i telescopi spaziali, come Hubble e i cacciatori di pianeti Kepler e Tess, entrambi della Nasa: è stata una vera e propria esplosione di scoperte che in poco più di 20 anni ha permesso di scoprire oltre 4.000 pianeti extrasolari. Molti di questi sono giganti gassosi come 51 Pegasi b, ma stanno diventando sempre più numerosi i pianeti rocciosi simili alla Terra.
L’area nella quale si è andati ginora in cerca di pianeti esterni al Sistema Solare, localizzata nella Via Lattea (fonte: © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences”)
Fioramonti,studiare il cosmo aiuta lo sviluppo
Un premio che ricorda come studiare il cosmo possa diventare un motore per lo sviluppo: è anche questo, per il ministro per l’Istruzione, Università e Ricerca Lorenzo Fioramonti, il Nobel per la Fisica assegnato oggi a James Peebles, Michel Mayor e Didier Queloz.
“E’ un modo per ricordarci che la ricerca sull’universo non è importante solo dal punto di vista scientifico, ma può avere anche un impatto sul miglioramento dell’economia e dello sviluppo industriale”, ha detto ancora il ministro a margine della presentazione dell’Expoforum europeo dedicato alla Space economy. Per il ministro un esempio dell’impatto che la ricerca sull’universo può avere sull’economia e lo sviluppo è la costruzione della più grande rete di radiotelescopi del mondo, chiamata Ska (Square Kilometre Array), “di cui l’Italia è capofila”.
Saccoccia (Asi), Italia protagonista della ricerca sull’universo
“Il Nobel assegnato oggi – ha osservato – è un altro risultato straordinario che premia la ricerca sull’universo: un settore nel quale l’Italia è da sempre impegnata da protagonista. È fondamentale continuare a impegnarsi in questo campo”.
Masiero (Infn), premiate ricerche fondamentali
E’ stata una ricerca fondamentale, quella condotta da James Peebles, “uno dei grandi artefici della costruzione teorica che descrive l’universo dalla sua origine alla sua evoluzione successiva”, ha detto il vicepresidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), Antonio Masiero, commentando l’assegnazione del Nobel la Fisica.
Il processo di espansione dell’universo (fonte: INFN)
Nel modello cosmologico proposto da Peebles, chiamato del Big Bang caldo, sono stati cruciali secondo Masiero “i suoi apporti nella previsione e descrizione del ricordo visibile più antico del Big Bang, la radiazione cosmica di fondo, trovata poi sperimentalmente dai premi nobel Arno Penzias e Robert Wilson”.
Sono stati inoltre “fondamentali”, ha aggiunto, i contributi di Peebles nell’avere introdotto “una componente dominante di materia nell’universo, del tutto diversa dalla materia ordinaria composta di atomi. Si tratta della materia oscura ‘fredda’ (Cold Dark Matter, CDM), vale a dire un particolare nuovo tipo di materia che sarebbe alla base della formazione delle grandi strutture cosmiche (galassie, ammassi di galassie), e quindi anche della nostra vita stessa”.
(fonte: INAF)
Negli ultimi anni, infine, Peebles ha studiato la forma di energia (che non è né materia né radiazione) che costituisce i tre quarti dell’intera energia dell’universo, l’energia oscura, indicata con la lettera greca lambda: “Da qui – ha concluso Masiero – è scaturito il modello del Big Bang chiamato Lambda-Cdm e di cui Peebles è senz’altro uno dei padri fondatori”.
D’Amico (Inaf), ‘risultato grandioso’
E’ un “risultato grandioso che testimonia l’importanza dell’astrofisica moderna e il suo valore strategico per il futuro dell’umanità”: così il presidente dell’Istituto Nazionale di Astrofisica Nichi D’Amico, ha commentato il Nobel per Fisica a James Peebles, Michel Mayor e Didier Queloz. I settori di ricerca premiati, ha rilevato, “riguardano l’attività del nostro ente” e vedono la ricerca italiana “in prima linea sul fronte internazionale”.
In particolare lo studio dei pianeti esterni al Sistema Solare e la ricerca di tracce di vita in altri mondi “vede alcuni dei nostri telescopi, come il Telescopio Nazionale Galileo, il Large Binocular Telescope e, in futuro, lo Extremely Large Telescope, protagonisti in questo settore”. La ricerca italiana, ha proseguito D’Amico, è coinvolta “in importanti missioni spaziali pensate proprio per lo studio degli esopianeti, come Ariel, CHeops e Plato. E sempre dallo spazio, con la prossima missione Euclid, potremo auspicabilmente dare importanti risposte a quello che resta da scoprire sulla composizione del nostro universo, ovvero su quel 95% che ancora non conosciamo”.
Ferrara (Scuola Normale), scoperte che hanno risposto ai sogni dell’umanità
Erano le risposte che l’umanità sognava di ricevere da tempo, le scoperte di James Peebles, Michel Mayor e Didier Queloz premiate con il Nobel per la Fisica: per il cosmologo Andrea Ferrara, della Scuola Normale Superiore di Pisa è “un punto di orgoglio che la cosmologia e l’astrofisica abbiano ricevuto un riconoscimento così importante, dopo una serie di Nobel dati negli ultimi decenni a questa disciplina”.
Peebles, ha proseguito Ferrara, “è uno dei padri della teoria del Big Bang”, prevista molto prima che ci fossero gli strumenti per dimostrarla, e a lui “va anche il merito di avere costruito un quadro generale della formazione delle strutture dell’universo, ossia di galassie, ammassi di galassie e stelle”. Si tratta della cosiddetta cosmologia basata sulla fisica e sui dati e non più su modelli astratti.
Ha fatto da apripista anche la scoperta del primo pianeta esterno al Sistema Solare: “la loro scoperta è stata la prima evidenza sperimentale di un pianeta che ruoti intorno a una stella che non è il Sole”. Mayor e Queloz, ha osservato inoltre il cosmologo, “hanno avuto il merito di avere costruito una tecnica sperimentale che ha permesso di scoprire centinaia e migliaia di esopianeti, alcuni dei quali molto simili alla Terra e che potrebbero acqua liquida”.
En trambe le scoperte premiate “hanno avuto il merito di rivoluzionare la nostra immagine dell’universo”: quella di Peebles “ha anticipato una visione dell’evoluzione dell’universo fino ad allora completamente sconosciuta. Prima della sua teoria non avevamo idea di come si formassero le galassie né di quale fisica ci fosse dietro”. Quando ai pianeti extrasolari “era un sogno dell’umanità sapere se esistessero. Fino a 20 anni fa non avevamo ancora una risposta, ma le tecniche di Mayor e Queloz ci hanno mostrato come fare”.
