Nobelpreis für Physik Sind wir allein? Und warum gibt es uns überhaupt?

Zwei Exoplanetenforscher und ein Kosmologe haben den Nobelpreis für Physik bekommen. Sie haben unser Verständnis vom All revolutioniert - weil sie Fragen gestellt haben, die auch Vierjährige verstehen.

Blick in den Nachthimmel: Ist da wer?
AP/ The Reno Gazette-Journal

Blick in den Nachthimmel: Ist da wer?

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Wehe, wenn der Mistral weht. Der kalte Wind aus Nordwesten macht den Astronomen am Observatoire de Haute-Provence (OHP) an etwa 45 Tagen im Jahr zu schaffen. Nicht, weil er für frostige Temperaturen sorgt. Dagegen kann man sich wappnen. Problematisch ist vielmehr, dass atmosphärische Störungen die Beobachtungsbedingungen dann schlagartig verschlechtern.

Normalerweise haben Himmelsgucker dort draußen, rund 100 Kilometer nördlich von Marseille, einen vergleichsweise ungestörten Blick in den französischen Nachthimmel. Auf einem Plateau stehen, rund 650 Meter über dem Meer, vier Spiegelteleskope. Sie sind nicht besonders groß, sie sind nicht besonders modern.

Und doch hat eines von ihnen unseren Blick auf den Kosmos revolutioniert: Am 1,93-Meter-Teleskop des OHP haben der Schweizer Astrophysiker Michel Mayor und sein damaliger Doktorand Didier Queloz vor einem knappen Vierteljahrhundert den ersten bekannten Planeten außerhalb des Sonnensystems aufgespürt: 51 Pegasi b, heute in den Himmelskarten als Dimidium verzeichnet.

"Jemand musste es tun"

"Jeder hat erwartet, dass es solche Planeten gibt", sagt Matthias Steinmetz, Wissenschaftlicher Vorstand am Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam. "Die Zeit war reif, das auch zu messen. Aber jemand musste es tun." Und das waren Mayor und Queloz. Für ihre Entdeckung wurden die beiden am Dienstag von der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften mit der Hälfte des diesjährigen Physiknobelpreises ausgezeichnet.

Von der Erde aus gesehen ist ein ferner Planet extrem lichtschwach. Er verrät sich nur indirekt - beispielsweise weil er wegen seiner Masse immer ein bisschen an dem Stern zieht, den er umkreist. Dass sich dieser Stern hin und her bewegt, lässt sich mit einem Spektrografen in seinem Licht nachweisen: Mal werden die Spektrallinien zum langwelligen Teil verschoben, mal zum kurzwelligen.

Von der Erde aus betrachtet, sieht das Licht des Sterns damit periodisch ein klein wenig anders aus. Mayor und Queloz mussten allerdings auch zeigen, dass die beobachteten Veränderungen nicht nur dadurch zu erklären sind, dass sich das Material ihres Teleskops in der Hitze des Tages minimal ausgedehnt hatte und in der Nacht wieder geschrumpft war. "Wenn ich nicht aufpasse, sieht das sonst aus wie ein Exoplanet", sagt Steinmetz.

Inzwischen kennen Astronomen mehr als 4000 dieser fernen Welten - und das ist mit Sicherheit nur ein unfassbar kleiner Bruchteil der Planeten, die es draußen im Universum gibt. Mayor und Queloz hätten "wirklich ein neues Forschungsgebiet eröffnet", lobt Heike Rauer, Leiterin des Instituts für Planetenforschung am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin. "Das ist eine lange verdiente Auszeichnung."

Einst, als Doktorandin, habe sie am OHP selbst Kometen beobachtet, erinnert sich Rauer. Ihre Zeit am Teleskop habe sie sich damals mit Exoplanetensuchern teilen müssen. Damals habe sie das komisch gefunden: "So etwas Verrücktes, das kann es gar nicht geben."

Heute erforscht sie selbst Exoplaneten.

Und sie weiß auch, wie vielfältig diese fernen Welten sein können. Der Planet, den die beiden Schweizer entdeckt hatten, ist ein Gasriese von der halben Masse des Jupiter, der aber extrem eng um seinen Stern kreist, in nur einem Achtel des Abstands vom Merkur zur Sonne.

Doch nicht nur solche kosmischen Kuriositäten interessieren die Exoplanetenforscher. Sie suchen längst auch nach lebensfreundlichen Plätzen im All, nach einer zweiten, dritte, vierten Erde irgendwo da draußen. Sind wir allein im Weltraum? Das ist eine Frage, die auch Vierjährige verstehen können und faszinierend finden. Es ist eine der fundamentalsten Fragen im Universum.

Dass wir allein sind im All, das ist noch immer möglich. Nur weil es Exoplaneten gibt, muss nicht automatisch auch irgendwo Leben existieren. Nach allen Gesetzen der Wahrscheinlichkeit ist es aber sehr, sehr, sehr unwahrscheinlich, wenn das nicht der Fall wäre.

Video: "Es geht um Fragen, die sich jeder Vierjährige stellt"

REUTERS

Wir müssen nicht mehr orakeln - wir können suchen

Erst durch den Anruf des SPIEGEL hat Exoplanetenforscherin Rauer am Mittwoch von der Ehrung für die beiden Kollegen erfahren. Das liegt daran, dass sie gerade mit Kollegen in einer Vorbereitungssitzung für die geplante europäische Sonde "Plato" saß. Diese soll ab 2026 nach weiteren Planeten in den Tiefen des Alls suchen, mit einer anderen Methode als der von Mayor und Queloz: Statt nach Sternen zu schauen, die verräterisch wackeln, wird stattdessen danach gefahndet, ob vorbeiziehende Planeten womöglich das Licht ihres Sterns für eine kurze Zeit verdunkeln.

Die technische Leitung von "Plato" liegt bei deutschen Forschern. Doch dass es diese Mission, dass es gar den Forschungsgegenstand überhaupt gibt, liegt an Mayor und Queloz. Die beiden Schweizer haben dafür gesorgt, dass wir bei der Frage, ob wir allein im All sind, nicht nur orakeln müssen - wir können nun suchen.

Wie die Welt "interessant wurde"

James Peebles, der am Mittwoch mit der anderen Hälfte des Nobelpreises geehrt wurde, hat sich mit einer ebenso fundamentalen Frage beschäftigt: Warum gibt es uns überhaupt? "Jim Peebles hat erklärt, warum die Welt als Ganzes interessant geworden ist", sagt Hans-Walter Rix, Direktor am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg dem SPIEGEL. Denn kurz nach dem Urknall sei das Universum von einer beeindruckend langweiligen Struktur gewesen: "Alles war gleich verteilt."

Also fast jedenfalls.

Der in Kanada geborene Peebles konnte vor einem halben Jahrhundert unter anderem mit Computersimulationen zeigen, dass winzige Unterschiede in der Verteilung der Masse im frühen Universum dafür gesorgt haben, dass heute Galaxien, Sterne, Planeten existieren. Unter der Wirkung der Gravitation im expandierenden Universum verklumpte die Masse in einem sich selbst verstärkenden Prozess - und Struktur entstand, wo es vorher keine gab. "Alles zieht alles andere an", sagt Rix.

Heute wissen Astronomen, dass ein Netz von Galaxiehaufen das All durchzieht, eingebettet in die geheimnisvolle Dunkle Materie. Und auch, dass die kosmischen Modelle ohne diese Dunkle Materie keinen Sinn machen, auch das habe Peebles herausgefunden, sagt Forscher Rix. Aus welchen Partikeln der Stoff besteht, der das Schicksal des Kosmos bestimmt, wissen Wissenschaftler allerdings bis heute nicht. Doch Peebles hat dabei geholfen, manche Kandidaten wie die Neutrinos auszuschließen - weil deren Masse im Universum einfach nicht ausreicht.

Wenn die Rede auf Peebles kommt, dann preisen Forscherkollegen übrigens nicht nur den Intellekt des Wissenschaftlers, sondern auch seine außergewöhnliche Persönlichkeit. Von einem "unglaublich sympathischen Menschen" mit "großer Zurückhaltung" ist da die Rede und von "unfassbarer Bescheidenheit." Man hört das Lob eines Stars ohne Allüren. "Wenn man in Meetings sitzt, wo sich die Mächtigen gruppieren und die Masse", sagt der Potsdamer Astrophysiker Steinmetz, "dann sitzt er in der Masse."

Und nicht nur der Preisträger sei top: "Das ist der perfekte Preis für die Astrophysik", jubelt Steinmetz und schlägt die Brücke zwischen dem Kosmologen Peebles und den Exoplanetenforschern Mayor und Queloz. "Weil er die Frage: 'Wo kommen wir her?' verbindet mit der Frage: 'Sind wir allein?' Es ist ein Preis, der vom Größten bis zum Kleinsten reicht."

insgesamt 151 Beiträge
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Seite 1
Aurora vor dem Schilf 08.10.2019
1. Kann das jemand erklären?
Ich verstehe die Schlussfolgerung zwischen Exoplanet und der Frage, ob wir allein sind, nicht. Weder ist mir die Kausalität klar, noch habe ich verstanden, was unwahrscheinlich ist (das wir allein sind oder nicht).
headmiller 08.10.2019
2. Was soll man dazu sagen?
Wir wissen nichts! Also sagen wir NICHTS! Schauen wir uns doch mal an! Vor uns waren die Dinos! Sie vergingen! Heute leben wir auf dieser Erde. Und wir werden auch vergehen. Ist doch kein Problem! Oder? Ach ja, natürlich! für die Glaubens- und Regierungsfürsten ist das ein Problem! Tröstet euch, irgendetwas wird schon nachwachsen! Sieht vielleicht nicht schön aus, was solls! Es lebt!
Eddy_Duane 08.10.2019
3.
Doch nicht nur solche kosmischen Kuriositäten interessieren die Exoplanetenforscher. Sie suchen längst auch nach lebensfreundlichen Plätzen im All, nach einer zweiten, dritte, vierten Erde irgendwo da draußen. Sind wir allein im Weltraum? Das ist eine Frage, die auch Vierjährige verstehen können und faszinierend finden. Es ist eine der fundamentalsten Fragen im Universum. Dass wir allein sind im All, das ist noch immer möglich. Nur weil es Exoplaneten gibt, muss nicht automatisch auch irgendwo Leben existieren. Nach allen Gesetzen der Wahrscheinlichkeit ist es aber sehr, sehr, sehr unwahrscheinlich, wenn das nicht der Fall wäre. "Entweder wir sind allein im Universum oder wir sind es nicht. Beides ist gleich erschreckend." (Arthur C. Clarke)
seikor 08.10.2019
4. falscher Tag?
Glückwunsch zu dieser herrlichen Forschung! Aber ich dachte, heute am Tag der Bekanntgabe des NP, 8.10.19, ist Dienstag? (und nicht Mittwoch, wie zu lesen)
Humanfaktor 08.10.2019
5. Kindlich
Der staunende Journalist und die Art, wie er die weite Welt der Wissenschaft sieht. Einem Kind kann man nachsehen, wenn Ursachen und Wirkungen (noch) nicht in die richtigen Reihenfolgen gebracht werden. Vierjährige haben eben noch überschaubare Kompetenzen der Abstraktion des Konkreten und Manifestation des Theoretischen. Aber warm schreiben Vierjährige hier in der Sparte Wissenschat die Laudatio für Nobelpreisträger. Wo steckt da der Sinn ? ;-)
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