Wissen


1

Physik-Nobelpreis 2011 Ehrung für drei Sternenforscher

Der Nobelpreis für Physik geht in diesem Jahr an die beiden US-Amerikaner Saul Perlmutter und Adam Riess sowie Brian Schmidt aus Australien. Sie erhalten die Auszeichnung, weil sie durch das Beobachten von Supernovae beweisen konnten, dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt.

Stand: 04.10.2011 | Archiv

Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt und Adam G. Riess sind die Preisträger des Physik-Nobelpreises  | Bild: picture-alliance/dpa

Die diesjährigen Nobelpreisträger für Physik haben für ihre Forschungsarbeit mehrere Dutzend explodierende Sterne studiert, die sogenannten Supernovae, und entdeckt, dass das Universum sich mit zunehmender Geschwindigkeit ausdehnt. Das Forscher-Team um Perlmutter und das Team um Schmidt, bei dem Riess eine entscheidende Rolle gespielt hat, kamen unabhängig voneinander zum gleichen Ergebnis, für das sie jetzt mit dem renommiertesten Wissenschaftspreis ausgezeichnet wurden.

Ein Kosmos voller explodierender Sterne

Die Teams verwendeten für ihr Studium eine bestimmte Art von Supernova, die Supernova vom Typ Ia. Sie ist eine Explosion von einem alten kompakten Stern, der so schwer ist wie die Sonne, aber so klein wie die Erde. Eine einzige solche Supernova kann so viel Licht wie eine ganze Galaxie aussenden. Insgesamt fanden die zwei Forscherteams über 50 entfernte Supernovae, deren Licht schwächer wurde als erwartet - das war für sie der Beweis, dass die Expansion des Universums beschleunigt wird.

Das Verständnis des Universums verändert

Perlmutter, Schmidt und Riess schlussfolgern aus ihrem Beweis, dass das Universum eines Tages vereist. Die Ausdehnung des Universums wird vermutlich durch die sogenannte Dunkle Energie vorangetrieben. Doch was genau die Dunkle Energie ist, das wissen die Forscher noch nicht. Sie macht aber ungefähr drei Viertel der Masse des Universums aus.

Die Wissenschaftler im Einzelnen

Perlmutter kam 1959 im US-Bundesstaat Illinois auf die Welt. Der Astrophysiker arbeitet am Lawrence Berkeley National Laboratorium in Kalifornien. Der vielfach ausgezeichnete 44 Jahre alte Schmidt wurde in Montana geboren und arbeitet heute an der Australischen National-Universität in Weston Creek. Schmidt hat sowohl die US-amerikanische als auch die australische Staatsbürgerschaft. Riess kam 1969 in der US-Hauptstadt Washington zur Welt. Er forscht an der Johns Hopkins Universität in Baltimore.

"Ich habe weiche Knie und das ganz bestimmt nicht erwartet. Wir versuchen, das heute erstmal zu überschlafen und wollen sehen, ob wir damit Erfolg haben. Morgen wird gefeiert."

Brian Schmidt, Nobelpreisträger für Physik 2011

Was ist eine Supernova?

Eine Supernova ist eigentlich kein Sternentyp, sondern nur ein kurzer Moment am Ende sehr massereicher Sterne. Sterne mit mehr als acht Sonnenmassen fusionieren nach Wasserstoff und Helium auch die immer schwereren erbrüteten Elemente - bis am Ende im Kern nur noch Eisen übrig ist. Jetzt stoppt jede Kernfusion im Inneren abrupt. Der Eisenkern hat eine enorme Dichte (die berühmte E-Lok, die in einen Fingerhut gepresst ist), ist aber sehr instabil und kollabiert sofort: Die Elektronen werden in die Atomkerne gepresst. Die Dichte des Kerns steigt auf eine Million E-Loks in einem Fingerhut! Die äußeren Hüllen des Sterns, die längst mit schweren Elementen angereichert wurden, stürzen ohne den Fusionsprozess im Inneren jetzt auch nach innen, werden aber von dem dichten, harten Kern mit enormer Wucht reflektiert und in einer gigantischen Explosion ins All geschleudert: die Supernova. Für kurze Zeit erstrahlt der sterbende Stern so hell wie zehn Milliarden Sterne. Seine explodierten Hüllen leuchten noch rund 100.000 Jahre lang als farbenprächtige Nebel. Der Kern des Sterns ist unsichtbar geworden - ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch.

Deutsche Physik-Nobelpreisträger

Chronik: Physik-Preisträger der vergangenen Jahre

  • 2010: Die Briten Andre Geim und Konstantin Novoselov für die Entwicklung von Graphem, dem dünnsten und stärksten Material aus Kohlenstoff.
  • 2009:  Charles Kuen Kao, Willard Sterling Boyle und George Elwood Smith für ihre Forschung mit Lichtimpulsen und Lichtsensoren im Einsatz moderner Kommunikationsmittel.
  • 2008: Der US-Amerikaner japanischer Herkunft Yoichiro Nambu und seine japanischen Kollegen Makoto Kobayashi und Toshihide Maskawa erhalten die Auszeichnung für ihre Erkenntnisse in der Teilchenphysik.
  • 2007: Der Deutsche Peter Grünberg vom Forschungszentrum Jülich der Helmholtz-Gemeinschaft zusammen mit dem Franzosen Albert Fert für ihre Beiträge zur Erforschung des Riesen-Magnet-Widerstands, der für den Lesevorgang bei Computer-Festplatten verwendet wird.
  • 2006: John C. Mather und George F. Smoot (beide USA) für den Nachweis winziger Temperaturschwankungen in der sogenannten kosmischen Hintergrundstrahlung, dem "Echo des Urknalls".
  • 2005: Roy J. Glauber (USA) für Grundlagen der Quantenoptik sowie John L. Hall (USA) und Theodor W. Hänsch (Deutschland) für die Entwicklung einer Laser-basierten Präzisionsmesstechnik für Lichtfrequenzen.
  • 2004: David J. Gross, H. David Politzer und Frank Wilczek (alle USA) für Erkenntnisse zur Kraft zwischen den kleinsten Materieteilchen im Atomkern, den Quarks.
  • 2003: Alexej Abrikosow (USA und Russland), Vitali Ginsburg (Russland) und Anthony Leggett (USA und Großbritannien) für bahnbrechende Arbeiten zu Supraleitern und Supraflüssigleiten.
  • 2002: Raymond Davis (USA), Masatoshi Koshiba (Japan) und Riccardo Giacconi (USA) für die Entdeckung kosmischer Röntgenstrahlen und Neutrinos.
  • 2001: Wolfgang Ketterle (Deutschland), Eric A. Cornell (USA) und Carl E. Wieman (USA) für die Erschaffung des Bose-Einstein- Kondensats, der fünften Erscheinungsform der Materie neben fest, flüssig, gasförmig und dem Plasma.

1