Arno Penzias stierf op 22 januari 2024 in San Francisco. Hij was 90. Zijn overlijden sluit een hoofdstuk af over een van de belangrijkste wetenschappelijke ongelukken in de geschiedenis. Decennia lang stond hij niet bekend om een gepland experiment, maar om het ontdekken van de waarheid over de geboorte van het universum terwijl hij probeerde een radioantenne af te stemmen.
Hij deelde de helft van de Nobelprijs voor natuurkunde van 1978 met Robert Woodrow Wilson. De prijs was voor het detecteren van zwakke elektromagnetische straling overal in de kosmos. Het was het rokende wapen voor de oerknal. De andere helft ging naar Pjotr Kapitsa voor niet-gerelateerd werk. Penzias heeft nooit beweerd dat hij de kosmische evolutie wilde bewijzen. Hij wilde alleen maar duidelijke radiosignalen.
Van München naar de Holmdel Horn
Penzias werd op 26 april 1933 in München geboren en groeide op in de schaduw van de Tweede Wereldoorlog. Zijn familie ontvluchtte Duitsland. Ze kwamen terecht in New York. Onderwijs werd zijn anker. Hij studeerde aan het City College van New York. Daarna verhuisde hij naar Columbia University. Hij promoveerde daar in 1962.
Na het afronden van zijn studie ging hij werken bij Bell Laboratories in Holmdel, New Jersey. Het lab was een krachtpatser van innovatie. Penzias werkte samen met Robert Wilson. Hun taak was eenvoudig. Ze hielden de radio-emissies in de gaten van een gasring die rond de Melkweg cirkelde. Ze waren op zoek naar specifiek hemelgeluid.
Ze hebben iets anders gevonden. Het signaal was aanhoudend. Het kwam van alle kanten. Het vervaagde niet. Het was uniform.
Het mysterie van 3,5 Kelvin
Het team gebruikte een grote hoornantenne. Het was gevoelig genoeg om microgolfstraling op te vangen. Maar de metingen waren koppig. De geluidsvloer was hoger dan verwacht. Een jaar lang hebben ze problemen opgelost. Ze controleerden op stedelijke inmenging. Ze zochten naar duivenpoep op de antenne. Ja, daar nestelden duiven. Ze hebben de antenne schoongemaakt. Ze hebben de duiven weggehaald.
Het geluid bleef.
Het was ongeveer 3 Kelvin. Of beter gezegd: 3,5 Kelvin destijds. De meeste wetenschappers verwachtten dat het achtergrondgeluid bijna het absolute nulpunt zou zijn. Deze resterende thermische energie suggereerde iets enorms. Het suggereerde dat het universum gevuld was met overgebleven warmte.
Penzias en Wilson publiceerden hun bevindingen in 1965. Ze wisten niet wat het was. Ze dachten dat het misschien om vervuiling van nabijgelegen sterrenstelsels ging. Ze hadden het mis. Andere natuurkundigen, waaronder Robert Dicke van Princeton, hebben de punten met elkaar verbonden. De straling was de nagloed van de oerknal. Het was het afkoelende overblijfsel van de oorspronkelijke explosie miljarden jaren geleden.
Waarom deze ontdekking vandaag belangrijk is
De detectie van deze kosmische microgolfachtergrond veranderde de kosmologie. Voordien was de oerknal slechts één theorie. De Steady State-theorie was nog steeds populair onder sommige academici. Die theorie suggereerde dat het universum altijd heeft bestaan en voortdurend materie creëerde.
De uniforme straling heeft dat idee gedood. Het leverde concreet bewijs dat het universum een begin had. Het had een hete, dichte start. Het was sindsdien uitgezet en afgekoeld. Dit is de kosmische microgolfachtergrondstraling die ons moderne begrip van het vroege heelal definieert.
Zonder de aanhoudende antennemetingen van Penzias en Wilson zou dat bewijs tientallen jaren vertraging hebben opgelopen. Het universum
