Kavliprisen 2014 for astrofysikk
Kavliprisen for astrofysikk deles i 2014 mellom Alan H. Guth, Massachusetts Institute of Technology, USA, Andrei D. Linde, Stanford University, USA, og Alexei A. Starobinsky, Landau-instituttet for teoretisk fysikk, Det russiske vitenskapsakademi, Russland. De mottar prisen "for banebrytende arbeid innen teorien om kosmisk inflasjon".
Teorien om kosmisk inflasjon, som ble lagt frem og utviklet av de tre prisvinnerne, har revolusjonert vår forestilling om universet.
Ifølge inflasjonsteorien gjennomgikk universet en periode med svært rask utvidelse da det bare var en brøkdel av et sekund gammelt. Inflasjonsperioden varte ikke lenge, men den var skjellsettende for resten av universets utvikling.
Inflasjonsteorien har faktisk hatt så stor betydning at prisen deles ut nå, selv om teorien ennå ikke er bekreftet av observasjoner.
Kavliprisene
De tre Kavliprisene deles ut hvert annet år av Det Norske Videnskaps-akademi. I 2014 er det fjerde gang prisen deles ut.
Kavliprisen et samarbeid mellom Det Norske Videnskaps-Akademi, Kavli Foundation i USA, og Kunnskapsdepartementet.
Det Norske Videnskaps-akademi oppnevner tre internasjonale priskomitéer etter anbefalinger fra akademier og vitenskapelige institutsjoner flere steder i verden. Det er én komité for hver pris som deles ut: én i astrofysikk, én i nanovitenskap og én i nevrovitenskap.
Priskomitéene vurderer de nominerte kandidatene i hvert sitt felt og leverer så sin anbefaling av vinnerne til styret i Det Norske Vitenskaps-akademi.
Annonseringen av prisene ble i år naturlig nok preget av at prisens grunnlegger Fred Kavli gikk bort i november i fjor.
Annonsering i Oslo - direktesendt til New York
Preses i Det Norske Videnskaps-Akademi Nils Christian Stenseth annonserte torsdag 29. mai vinnerne av Kavliprisene for 2014.
Professor Mats Carlsson begrunner tildelingen av Kavliprisen 2014. Foto: Skjermdump av direktesendingen.
Annonseringen fra Videnskaps-Akademiet ble overført direkte til New York som del av åpningsseremonien til World Science Festival. Både Alan Guth og Andrei Linde var tilstede i New York.
Nils Christian Stenseth annonserte vinnerne, deretter fulgte en begrunnelse fra formennene i de tre komitéene.
Professor Mats Carlsson fra Institutt for teoretisk astrofysikk ved Univeristetet i Oslo har vært formann for priskomitéen for astrofysikkprisen.
– Kavliprisen skal gis for et vitenskapelig gjennombrudd, forteller Carlsson.
Inflasjonsteorien var et gjennombrudd som løste to store utfordringer i astronomenes beskrivelse av universets utvikling: horisontproblemet og flathetsproblemet.
Utfordringer for Big Bang: horisont og flathet
I begynnelsen av det 20. århundre vokste det frem en forståelse blant astronomer om at avstander mellom de største objektene i universet ble større og større: universet utvider seg.
– Men Big Bang-teorien hadde to store utfordringer, forteller Carlsson. – Alan Guth løste på en elegant måte begge disse utfordringene da han introduserte begrepet inflasjon i en artikkel publisert i 1981.
Den kosmiske mikrobølgestrålingen - bakgrunnsstrålingen - som hele universet bader i, er meget jevn i alle retninger i universet. Hvordan ble den så jevn? I tillegg ser universets geometri ut til å være ekstremt nært det vi kaller flatt. Dette vil si at universets krumning er i hvert fall nesten lik null. Krumningen kunne i prinsippet hatt både negative og positive verdier, så hvorfor er den akkurat lik null?
Når noe ser for perfekt ut, blir vitenskapsfolk nysgjerrige og litt mistenksomme. De ønsker en forklaring på hvorfor det er slik.
Inflasjon løser begge disse problemene ved at universet etter inflasjon blir tvunget til å enda opp i en slik jevn og flat tilstand uansett hvordan det så ut før inflasjonen startet.
Imidlertid inneholdt Guths elegante løsning en feil.
– Guth innså denne feilen selv, forsetter Carlsson. – Modellen hans ville ført til et klumpete univers - en ujevnhet i fordelingen av masse på svært store avstander.
I 1982 presenterte Linde en litt forandret inflasjonsmodell der universet fint kunne komme seg gjennom inflasjonsepoken uten å føre til klumper.
Alexei Starobinsky arbeidet uavhengig av Guth og Linde i Sovjetunionen. Han innførte også en inflasjonsperiode i sine teorier. I tillegg kom han med en viktig forutsigelse. En slik inflasjonsepoke i det tidlige univers vil ha produsert gravitasjonsbølger. En dag, spekulerte Starobinsky, vil kanskje disse gravitasjonsbølgene blir oppdaget.
Pris for idéen inflasjon
I slutten av mars i år annonserte forskere at de ved bruk av BICEP2-teleskopet på Sydpolen hadde oppdaget et mønster i den kosmiske mikrobølgebakgrunnsstrålingen. Dette mønsteret kan være fingeravtrykket til inflasjon.
Resultatene fra BICEP2 er imidlertid omdiskutert, og er foreløpig ikke bekreftet av andre målinger.
– Kavliprisen gis for idéen om inflasjon. Prisutgivelen har ingenting med BICEP2-resultatene å gjøre, forteller Carlsson.
– Konseptet inflasjon forandret måten fysikere tenker om romtiden på. I dag finnes mange ulike inflasjonsteorier og tusenvis av teoretikere jobber med teoriene.
– Prisen ble gitt til de tre for å ha satt hele dette maskineriet i gang, avslutter han.
Prisutdeling i september
Kavliprisene 2014 vil bli delt ut i Oslo 9. september. Hans Majestet Kong Harald vil overrekke prisene til prisvinnerne i en seremoni i Oslo konserthus.