Este año la Real Academia Sueca de Ciencias otorgó el Premio Nobel de Física a tres científicos que hicieron grandes aportes a la comprensión del universo actual y nuestro sitio en él.

James Peeble fue laureado por su estudio sobre la estructura del universo primitivo, mientras que Michel Mayor y Didier Queloz, recibieron honores por el descubrimiento del primer exoplaneta.

En este artículo, explicaremos qué hace a estos aportes tan importantes y merecedores del premio Nobel de Física.

Específicamente, James Peeble fue galardonado por “sus descubrimientos teóricos en la cosmología física“. Usando herramientas teóricas, Peebles interpretó “las trazas del universo primitivo y fue capaz de descubrir nuevos procesos físicos“, expresa el comunicado de prensa.

Mayor y Queloz, por su parte, lograron confirmar la existencia de un planeta que no era visible a través de ningún telescopio. En cambio, observaban la forma de como la estrella interactuaba con el planeta.

Entendiendo la formación del Universo

Desde hace un siglo, los científicos han teorizado que el universo comenzó con el Big Bang: un cúmulo de partículas calientes que fueron evolucionando hasta las estrellas, galaxias y polvo cósmico en un vasto espacio aún en expansión.

Hace 50 años, un par de astrónomos se toparon con la firma de aquellos primeros días de expansión: El Fondo Cósmico de Microondas, una débil forma de radiación que impregna todo el espacio.


La radiación de fondo de microondas revela fluctuaciones de temperatura de 13.77 mil millones de años (que se muestran como diferencias de color) que corresponden a las “semillas” que crecieron hasta convertirse en galaxias

Fluctuaciones cuánticas

Al analizar las pequeñas variaciones de esta radiación, los científicos pueden retroceder en el tiempo para comprender cómo evolucionó el universo.

Peebles estudió la temperatura del fondo cósmico de microondas para entender la materia que se creó en el Big Bang. Mostraba que las leyes conocidas de la física podían explicar el universo cuando tenía sólo 100 segundos de edad.

James Peebles también desarrolló herramientas para explicar cómo llegó a ser el universo tal como lo conocemos:

Las pequeñas fluctuaciones cuánticas que ocurrieron durante la inflación del universo dieron lugar a “masas” de materia que eventualmente se convertirían en galaxias

Sandra Faber, Universidad de California

Estas “masas”, junto con las todavía misteriosas materia oscura y energía oscura, explican el tamaño, la forma y la distribución de las galaxias que vemos hoy en día.

Después de la detección del fondo cósmico de microondas en 1964, el campo progresó de manera intermitente.

Eventualmente, las teorías de Peebles llevaron al descubrimiento de la energía oscura, la fuerza invisible que impulsa la expansión del universo, y la materia oscura, el material inobservable que mantiene unidas a las galaxias.

Detección de planetas fuera del Sistema Solar

La investigación que le valió el premio Nobel de Física a Michel Mayor y Didier Queloz, se basó en el hecho de que los planetas no orbitan las estrellas. Tanto planetas como estrellas orbitan alrededor de su centro de masa.

justificacion del nobel de física
Los planetas y las estrellas orbitan alrededor del centro de masa, o baricentro

Por lo tanto, si un planeta es suficientemente grande, comparado con su sol, hará que la estrella se tambalee un poco.

Este “bamboleo” produce pequeños cambios en la luz que emite la estrella, y los científicos pueden analizar estos cambios para determinar el tamaño y la distancia del planeta.

51 Pegasi b

El primer mundo que descubrieron Mayer y Queloz fue llamado 51 Pegasi b, y es diferente a cualquier otro planeta del Sistema Solar.

El planeta es grande y gaseoso, como Júpiter, pero está tan cerca de su estrella que sólo toma cuatro días completar una órbita y se estima que su temperatura supera los 1.000 grados centígrados.

Ubicación de 51 Pegasi b

Cuando Queloz vio por primera vez la firma del planeta en sus datos, “entré en pánico”, recordó el científico, que para aquel entonces era un estudiante de postgrado que trabajaba con Michel Mayor en el momento del descubrimiento. “Pensé que algo andaba mal con el instrumento.”

Los astrónomos tuvieron a analizar muchas veces los datos para convencerse de que estaban viendo algo real. Luego, tuvieron que persuadir al resto del mundo.

El planeta era tan diferente de lo que los científicos predijeron que encontrarían, que muchos investigadores se mostraron inicialmente escépticos del descubrimiento. Pero estudios posteriores demostraron que Mayor y Queloz tenían razón.

Lo relevante del Premio Nobel de Física

Los conocimientos de James Peebles sobre cosmología física han enriquecido todo el campo de investigación y han sentado las bases para la transformación de la cosmología de los últimos 50 años. Su marco teórico, desarrollado desde mediados de los años 60, es la base de las ideas contemporáneas sobre el universo.

Por otro lado, el método de detección que utilizaron Michel Mayor y Didier Queloz inició una revolución en la astronomía. Desde entonces se han encontrado más de 4.000 exoplanetas en la Vía Láctea.

Aún se están descubriendo nuevos planetas, con una increíble riqueza de tamaños, formas y órbitas. Estos desafían las ideas preconcebidas sobre los sistemas planetarios y obligan a los científicos a revisar sus teorías sobre los procesos físicos detrás de los orígenes de los planetas.

Con información de: The Nobel Prize y The Washington Post

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