ビッグバンを証明した男が亡くなった！宇宙背景放射の発見でノーベル賞受賞者が90歳で死去

ノーベル物理学賞を受賞し、宇宙のビッグバン理論を証明したアメリカの物理学者で電波天文学者のアーノ・アラン・ペンジアス氏が月曜日、サンフランシスコで90歳で亡くなった。

これに対し、同じくベル研究所で働いていたチューリング賞受賞者のヤン・ルカン氏も哀悼の意を表すメッセージを発表した。

物理学と天文学

アルノ・アラン・ペンジアスは1962年にコロンビア大学を卒業し、物理学の博士号を取得しました。

1975年、ペンジアスはアメリカ芸術科学アカデミーと米国科学アカデミーの会員に選出された。

ペンジアスは、AT&Tベル研究所で働いていたとき、ロバート・ウッドロウ・ウィルソンとともに、140億年前に宇宙誕生に先立つビッグバンの証拠である宇宙マイクロ波背景放射を発見した。

この驚くべき発見により、アルノ・ペンジアスとロバート・ウッドロウ・ウィルソンは1978年のノーベル物理学賞を共同で受賞しました。

ビッグバン理論は現在、宇宙の起源と進化を説明するものとして広く受け入れられています。

しかし、ペンジアスとウィルソンがこの観察結果を発表する前、学界はビッグバン理論と定常状態理論の2つの陣営に分かれ、互いに議論を交わしていました。

定常理論によれば、宇宙は静的かつ永遠であり、空間の隙間を埋めるために新しい物質を生成しながら、常に無限の空間へと拡大し続けていると考えられています。

最終的に、ペンジアス氏とウィルソン氏の調査結果により、議論は終結した。

しかし、物理学におけるノーベル賞受賞のこの偉大な発見は、全く異なる目的の研究から生まれたものでした。

鳥の糞に見る宇宙の真実

1961 年、ペンジアス博士はニュージャージー州ホルムデルの AT&T ベル研究所に入社しました。

研究基地には、AT&T が新たに開発した「ホルムデル ホーン」と呼ばれる衛星通信アンテナが設置されており、ペンジアス氏はこのアンテナを電波望遠鏡として使用して宇宙の測定を行うことができることに気付きました。

2004年のノーベル財団とのインタビューで、ペンジアス氏は、当初の構想は、これまでに行われたことのない方法で天の川銀河を研究することだったと語った。

1964 年、彼はウィルソン博士と協力してこのアンテナを使用しました。彼らの目標の 1 つは、いくつかの明るい物体の正確な測定を行うことで、新興の電波天文学の分野を発展させることでした。

しかし、調査中に、ペンジアス氏とウィルソン氏は説明のつかないノイズ（シューという音）に悩まされました。

これを実行するために、2人はアンテナの回路を非常に詳細に検査した（ニューヨーク・タイムズ紙は「有人宇宙船の準備と同じくらい厳密」と評した）が、謎の背景ノイズは残った。

彼らはハトを含む、妨害要因となり得る多くのものを排除するのに何ヶ月も費やした。

ウィルソン博士は、ハトがアンテナの細い端に巣を作り、その糞（ペンジアス氏は「白い絶縁体」と表現した）を残していったことを思い出した。「ハトの糞が放射線を放出するかどうかはわかりませんでした。」

そこで彼らはアンテナに登って鳥の糞を掃除しましたが、それでも騒音は消えませんでした。

結局、ペンジアス氏の電話をかける習慣が、研究における予想外の進歩につながった。

ウィルソン博士は、「彼は電話を使うのが大好きなので、電話会社で働くのは彼にぴったりです」と語った。

1965 年 1 月、ペンジアス博士は別の電波天文学者バーナード・バークに電話をかけ、不可解なヒスノイズについて言及しました。

バーク博士は、ビッグバンが宇宙放射線を残したという証拠を示そうとしていたプリンストン大学の物理学者に連絡を取るようペンジアス氏に提案した。

プリンストン大学の科学者たちはペンジアスとウィルソンの発見に大きな関心を示し、その後彼らを訪問して、その発見をビッグバン理論に結び付けるために協力した。

1965 年に、彼らは理論と観察を一連の論文にまとめました。

ペンジアスは1978年にノーベル物理学賞を受賞した。

物理学者たちは、ビッグバンから残った放射線があらゆるところにあるかもしれないと予測していた。そしてペンジアスが発見した背景雑音は宇宙の反響であり、宇宙は永遠で不変なものではなく、熱い原始的な火の玉として始まり、宇宙全体に背景放射線を残したことを証明した。

ペンジアス博士は、この発見が天文学に対する自身の情熱を大いに刺激したと語った。彼とウィルソン博士は後に、星間雲（新しい星が形成される場所）で数十の分子を発見しました。

「彼らの発見は転換点であり、哲学が支配的でデータが乏しかった宇宙論の時代から観測宇宙論の黄金時代への移行を示すものだ」とフィラデルフィアのセントジョセフ大学の物理学者ポール・ハルパーン氏は電話インタビューで語った。

この発見は現実の本質を解明する窓を開くものであり、そのすべては60年前に2人の若い物理学者が捉えた不可解な電波ノイズのバーストから始まった。

伝説的な人生

アルノ・アラン・ペンジアスは、1933 年 4 月 26 日にミュンヘンで、ユダヤ人の両親カールとジャスティン (アイゼンライヒ) ペンジアスのもとに生まれました。彼はドイツの秘密警察ゲシュタポが設立された日に生まれた。

彼の父親は皮革卸売業者であり、1932年にローマカトリックからユダヤ教に改宗した母親が家計を支えていた。

1938 年の秋、ペンジア夫妻は逮捕され、ポーランドへの移送列車に乗せられました。

幸運なことに、列車が国境に到着する前にポーランドはユダヤ人の受け入れを停止していたため、列車はミュンヘンに戻らなければなりませんでした。

1939 年の晩春、6 歳のアルノ・ペンジアスと 5 歳の弟グンターは、イギリスの救援活動「キンダートランスポート」の一環として約 1 万人の子供たちが運ばれていたイギリス行きの列車に乗せられました。

アルノの母親は彼に弟の面倒をよく見るように頼んだ。 「彼女が私たちにまた会えるかどうか確信が持てなかったことに気づいたのは、何年も経ってからでした。」

「私たちはそれぞれ大きな箱入りのチョコレートをもらいました」とグンター・ペンジアスさんは思い出しながら言う。「私は電車の中で寝てしまい、チョコレートを盗まれました。それでアルノがチョコレートを私と分けてくれました。」

1940年に家族はニューヨーク市に移り、両親はブロンクスのアパートの管理人の仕事を見つけた。

ブルックリン工科高校を卒業したペンジアス氏は、1984年にニューヨーカー誌に、偶然化学に出会ったと語った。

1951年、彼は化学を専攻するつもりでニューヨーク市立大学に入学したが、すぐにカリキュラムに新しい内容があまりないことに気づいた。

当時、ある教授が物理学者も安定した収入を得られると彼に保証したため、彼は物理学の勉強に切り替え、1954年に無事に卒業した。

同年、彼はハンター大学の学生、アン・バラスと結婚した。

ペンジアス氏は陸軍通信部隊にレーダー士官として2年間勤務し、その後コロンビア大学に入学して物理学の修士号と博士号を取得した。

1961 年、ペンジアス氏はホルムデルにあるベル研究所の無線研究グループに加わり、そこで 40 年近く勤務し、そのうち 14 年間は研究担当副社長を務めました。

ペンジアス氏の関心は科学だけにとどまらず、ビジネス、芸術、テクノロジー、政治にまで及んでいる。

1992 年、ホルムデルホルンの受信機と校正装置はミュンヘンのドイツ博物館に寄贈され、現在は常設展示されています。

2024年1月22日、ペンジアス博士はアルツハイマー病の合併症により90歳で亡くなりました。