Premio Nobel de Física 2019

Los ganadores del premio Nobel de Física 2019 fueron, de izquierda a derecha, James Peebles, canadiense-americano, Didier Queloz y Michel Mayor, ambos suizos.

El premio les fue otorgado por su aporte para mejorar la comprensión de la evolución del universo y por el lugar de la Tierra en el cosmos.

Peebles sentó las bases de la cosmología, ciencia que estudia el origen y evolución dl universo.

Peebles desarrolló, a partir de la década de 1960 y durante 20 años, un marco teórico para explicar el origen del universo desde el Big Bang y su evolución hasta nuestros dias.

Sus hallazgos han permitido conocer mejor la energía oscura, la materia oscura y el entorno cósmico que rodea a la Tierra

En ese entorno la materia ordinaria corresponde sólo a alrededor de un 5% del total, mientras que el 95% restante corresponde a la materia oscura y a la energía oscura desconocidas (ver diagrama).

Durante sus primeros instantes el universo se parecía a una sopa de partículas compacta, muy caliente y opaca, en el que las partículas de luz, o fotones, rebotaban. A partir de ese momento el universo se comenzó a expandir, aumentando su tamaño y haciéndose más frio.

Después de casi 400.000 años, la sopa original se enfrió a unos pocos miles de grados centígrados, y las partículas originales comenzaron a combinarse, surgiendo un gas transparente formado principalmente por átomos de hidrógeno y helio.

Los fotones pudieron moverse y la luz se extendió por el espacio.

Esta radiación primitiva se encuentra hoy por todo el cosmos. A su vez, la expansión del espacio hizo que después de más de 14.000 millones de años su temperatura haya descendido hasta las proximidades del cero absoluto (–273°C) y que las ondas de luz visible fueran cada vez más largas y llegaran a medir unos pocos milímetros, en el rango de las microondas, invisibles a nuestros ojos.

Por su parte, los físicos Michel Mayor y Didier Queloz, de la universidad de Ginebra, estudiaron la materia ordinaria y se dedicaron durante años ha explorar la via Láctea buscando mundos desconocidos.

En octubre de 1995, cuando Queloz realizaba su tesis doctoral junto a Mayor, hicieron el descubrimiento de la existencia de un planeta por afuera del sistema solar, un exoplaneta, que orbitaba alrededor de una estrella tipo solar, el planeta 51 Pegasi b.

Este planeta orbita alrededor de la estrella 51 Pegasi, que se encuentra a 50 años luz de la Tierra (ver imágen a la izquierda -J. Jarnestad- Real Academia Sueca de Ciencias). Este planeta se mueve a ocho millones de kilómetros de su estrella y demora cuatro días en completar su órbita. Como está cerca de la estrella, ésta calienta al planeta a más de 1.000°C.

Este descubrimiento se hizo en el observatorio de Haute Provence, en el sur de Francia.

Tres años antes, en 1992, los físicos estadounidenses Alexander Wolszczan Y Dale Frail, habían anunciado y luego publicado en la revista Nature, el descubrimiento de los primeros planetas (dos o posiblemente tres) fuera del sistema solar, pero que orbitaban un pulsar, cuerpo celeste remanente de una explosión de supernova, a 1600 años luz de la Tierra.

Sin embargo, este descubrimiento no causó el impacto del realizado por Mayor y Didier, el que dio lugar a una verdadera revolución en el campo de la astronomía, iniciando la rama de estudio de los exoplanetas y el camino del descubrimiento de más de 4000 exoplanetas dentro de la via láctea.

Desde su descubrimiento, el equipo de Mayor ha detectado a la fecha más de 80 exoplanetas en 30 sistemas planetarios diferentes, con masas que no superan 20 veces la de la Tierra.

Para detectarlos estudian con todo detalle las perturbaciones gravitacionales que la presencia de estos planetas, al orbitar en torno a su estrella, generan en la órbita de ésta última. Precisamente estas perturbaciones producen un cambio en la velocidad de la estrella, que se detecta analizando el color de la luz que emite, a lo largo de la línea de visión desde la Tierra. La estrella realiza un movimiento de bamboleo con un ligero acercamiento hacia la Tierra, que hace que emita luz en una longitud de onda que vira hacia el color azul, mientras que al alejarse la longitud de onda de la luz vira hacia el rojo. Este cambio en el color de la luz permite entonces detectar la presencia del planeta.

Estos descubrimientos han permitido desarrollar nuevas teorías para explicar los procesos físicos que desencadenan el nacimiento de estos planetas. (Imágenes adaptadas de wwww.nobelPrize.org)