Anmerkung: Einen ausführlichen Hintergrund-Artikel zum Physik-Nobelpreis haben wir hier veröffentlicht.

Zwei völlig unterschiedliche Disziplinen teilen sich den Physik-Nobelpreis 2019 – der dadurch mit Materie, Dunkler Materie und Dunkler Energie alle drei Komponenten des Universums abdeckt. Das Nobelkomitee teilte den Preis unter drei Forschern auf, deren Resultate die Sicht auf unseren Platz im Kosmos auf unterschiedliche Weise von Grund auf verändert haben. Eine Hälfte des Preises erhielt der kanadische Kosmologe James Peebles für seine theoretischen Arbeiten über den kosmischen Mikrowellenhintergrund. Die andere Hälfte teilen sich die beiden Schweizer Astronomen Michel Mayor und Didier Queloz, die 1995 den ersten Planeten außerhalb des Sonnensystems entdeckten.

Als im Jahr 1965 Penzias und Wilson eine einheitliche Hintergrundstrahlung im Mikrowellenbereich entdeckten, die das ganze Universum zu durchziehen schien, war dieses Phänomen bereits vorhergesagt worden. Der kosmische Mikrowellenhintergrund ist das Resultat eines heißen, dichten Ausgangszustands des Universums, in dem Strahlung und Materie eng gekoppelt und im Gleichgewicht waren. Schließlich wurde das Universum »durchsichtig«, die Kopplung ließ nach und die befreiten Photonen durchfluten seitdem – durch die Ausdehnung des Universums stark abgekühlt – den Kosmos. Peebles entschlüsselte die in dieser Strahlung enthaltenen Informationen über die Zusammensetzung des Universums. Aus seinen Arbeiten wissen wir, dass 95 Prozent des Universums für uns unsichtbar sind – in »Spektrum der Wissenschaft« berichtete er 2001 über die großen offenen Fragen seines Fachgebiets.

Mit den restlichen fünf Prozent dagegen befassten sich Michel Mayor und Didier Queloz – allerdings suchten auch sie nach etwas Unsichtbarem: Planeten jenseits des Sonnensystems. In den 1990er Jahren schien es völlig illusorisch, ein solch winziges Objekt mit einem Teleskop abzubilden. Deswegen konzentrierten sich die beiden Astronomen mit ihrem Team auf die subtilen Effekte eines solchen Begleiters auf seinen Mutterstern. Beim 50 Lichtjahre entfernten Stern Helvetios (51 Pegasi) im Sternbild Pegasus stellten sie fest, dass sich eine bestimmte Spektrallinie rhythmisch mal zu leicht höheren, mal tieferen Wellenlängen verschob. Die Ursache ist der Dopplereffekt: Der Planet verschiebt den Schwerpunkt des Systems, so dass der Stern ein bisschen »wackelt« – was sich in der geringen Verschiebung der Frequenz zeigt. Der Planet 51 Pegasi b, heute offiziell als Dimidium bezeichnet, war nicht der erste entdeckte Exoplanet überhaupt, aber der erste um einen Hauptreihenstern ähnlich unserer Sonne.