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続・驚いてホッとした2019年ノーベル物理学賞

物理的宇宙論の理論モデルの確立に大きな貢献をしたピーブルズ

須藤靖  東京大学教授(宇宙物理学)

 本稿の前編の冒頭で、ピーブルズという名前を聞いて驚いたと述べた。誤解なきようお断りしておくと、彼がノーベル賞に値する立派な宇宙論研究者であることに異論があるはずもない。ただし、今回、宇宙論と系外惑星というかなり異なる2つの分野が授賞対象となった点に違和感が残るのも確かだ。無責任な個人的想像をするならば、系外惑星分野に3人目がいない以上、異なる分野の一人を加えて3人としてはどうだろう、という話だったのかもしれない(むろん何も根拠はない)。

 宇宙分野のノーベル賞を理論研究者が受賞する場合、観測的発見あるいは検証をした観測研究者とともに受賞するケースが多い。宇宙論分野では、1990年代以降に可能となった衛星による宇宙マイクロ波背景輻射(CMB)の天球地図データが、理論モデルを精密化する上で大きな貢献をした。

拡大ジェームス・ピーブルズ(プリンストン大学のサイトから)
 この衛星とは、COBE、WMAP、 Planckの3つのCMB専用探査機である。最初のCOBEの業績に対しては、すでにジョン・マザーとジョージ・スムートが2006年ノーベル物理学賞を受賞している。Planckは2009年に打ち上げられたばかりで、2011年にはまだ最終成果は発表されていなかった。そのため、2011年時点では、WMAP衛星を率いた3名(2名は観測研究者。スパーゲルは理論家であるが、データ解析チームの中心人物)をノーベル賞候補者だと予想としたわけだ。3名という制限がある以上、そこに直接WMAPに関与していない理論家を追加する余地はないと考えたのである。しかし逆に言えば、宇宙論の理論研究者を1名だけ選ぶという前提条件を課せば、ピーブルズという選択も十分あり得る。

標準宇宙論の確立に大きな貢献をした巨人

 ピーブルズは、標準宇宙論の理論的枠組みの確立に大きな貢献を果たした巨人の一人に間違いない。1965年のCMB発見の前後から一貫して、ビッグバン宇宙での重要な基礎物理過程を理論的に考察・定式化してきた。特にCMBの温度非等方性を理論的に予言し、その観測可能性をいち早く論じた先駆的な研究が今回の受賞理由書では強調されている。

拡大Planckが観測したCMBの全天画像(ESA/Planck Collaboration)
 その後も、宇宙初期に存在した極めて小さな振幅の密度ゆらぎ(空間的な密度の非一様性)が、膨張宇宙のなかで重力的に成長し、現在のような銀河空間分布(宇宙の大構造)に至る、構造形成の標準的描像の構築に大きく寄与した。物理法則に立脚して宇宙の進化を定量的に記述し、その観測的検証可能性を論じるのが彼の特徴的スタイルである。

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筆者

須藤靖

須藤靖(すとう・やすし)  東京大学教授(宇宙物理学)

東京大学大学院理学系研究科物理学専攻教授。1958年高知県安芸市生まれ。第22期・第23期日本学術会議会員。主な研究分野は観測的宇宙論と太陽系外惑星。著書に『ものの大きさ』、『解析力学・量子論』、『人生一般二相対論』(いずれも東京大学出版会)、『一般相対論入門』(日本評論社)、『三日月とクロワッサン』、『主役はダーク』『宇宙人の見る地球』(いずれも毎日新聞社)などがある。

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