פרס נובל בפיזיקה לשנת 2006 הוענק לג'ון מאתר ממרכז טיסות החלל גודארד של NASA, ולג'ורג' סמוט מאוניברסיטת ברקלי. הפרס הוענק על “תגלית פרופיל קרינת הגוף השחור
אתר ראשית מדע
פרס נובל בפיזיקה לשנת 2006 הוענק לג'ון מאתר ממרכז טיסות החלל גודארד של NASA, ולג'ורג' סמוט מאוניברסיטת ברקלי. הפרס הוענק על “תגלית פרופיל קרינת הגוף השחור, יחד עם חוסר האחידות הזוויתי של קרינת הרקע הקוסמית”. “הפרס השנה מוענק על עבודה אשר מביטה לאחור, אל ינקותו של היקום, ומנסה להשיג מעט הבנה באשר למקורותיהם של הגלקסיות והכוכבים.
העבודה מבוססת על מדידות אשר נעשו בעזרת הלוויין COBE אשר שוגר על ידי NASA ב 1989. מדידותיו של COBE ספקו תמיכה נוספת לתסריט המפץ הגדול באשר למקורו של היקום, שכן זהו התסריט היחיד אשר מניב (באופן תאורטי) את קרינת המיקרוגל-רקע אשר נמדדה על ידי COBE. בה במידה, סימנו מדידות אלה את לידתה של הקוסמולוגיה כמדע מדוייק.”
(ציטוטים מההודעה לעיתונות של וועדת הפרס – ראה קישורים בהמשך).
מדידות קרינת הרקע – אבני דרך:
* 1963 – פנזיאס/ווילסון – גילוי ראשון
* 1989 – COBE – בתמונה דלעיל
* 2003 – WMAP תוצאות ראשונות
* 2007 – לוויין פלנק של סוכנות החלל הארופית – שיגור
קרינת גוף שחור
על פי תסריט המפץ הגדול, קרינת הרקע הקוסמית הינה תוצאה של שלב קדום בחיי היקום. בשלב ראשוני זה, ניתן להשוות את היקום לגוף לוהט הפולט קרינה אשר בכל אחד מאורכי הגל שלה – עוצמתה תלויה באופן בלעדי בטמפרטורה שלו. ספקטרום קרינה שכזה הינו בעל צורה ייחודית הקרויה “קרינת גוף שחור”.
כאשר נפלטה קרינה במקור, היתה טמפרטורת הייקום כ 3000 מעלות צלסיוס. מאז, עלפי תסריט המפץ הגדול, התקררה הקרינה ככל שהיקום הלך והתפשט. כיום צפוי כי קרינת הרקע תשקף טמפרטורה של 2.7 מעלות מעל האפס המוחלט. חתני הפרס מדדו פרופיל קרינת גוף שחור בערך זה, במידה כה מדוייקת, עד כי שרטוט התוצאות הנמדדות על גבי הגרף התאורטי משמאל, אינו מאפשר להבחין בשגיאות מדידה, שכן גודלן צר מעובי הקו המשמש לשרטוט הגרף.
שינויי עוצמה זוויתיים
קרינת רקע אחידה לחלוטין, בכל כיוון ביקום, משקפת אחידות מלאה בצפיפותו של החומר הבראשיתי. היקום אשר צפוי להתפתח במקרה שכזה יהיה שונה לחלוטין מזה המוכר לנו כיום – שכן הוא יכיל חומר המפוזר בכל היקום בצפיפות אחידה – ללא ריכוזי הצפיפות המוכרים לנו ככוכבים וגלקסיות. החישובים התאורטיים הראו כי לצורך יצירת היקום המוכר לנו כיום דרושים שינויי צפיפות בסדר גודל של 1 ל 100,000. COBE איתר שינויי צפיפות בטווח הערכים התאורטי.
מפת הטמפטורה של היקום הבראשיתי. תמונה עליונה – COBE, תמונה תחתונה – הרזולוציה המשופרת של WMAP
COBE שוגר ב 18 לנובמבר 1989. התוצאות הראשונות נתקבלו לאחר 9 דקות תצפית. כאשר גרף המדידה הוצג לאחר מכן בכנס אסטרונומיה – כל הנוכחים קמו ומחאו כפיים. הצלחתו של COBE הינה תוצאות עבודתו של צוות אשר מנה יותר מ 1000 מדענים, מהנדסים ומשתתפים אחרים.
ג'ון מאתר הוביל את כל התהליך וכן היה אחראי עיקרי לניסוי אשר גילה את קרינת הגוף השחור. ג'ורג' סמוט היה האחראי העיקרי למדידת שינויי העוצמה הזוויתיים.
