John Cromwell Mather: Ein Pionier der Präzisionskosmologie

Zum 70. Geburtstag von John Cromwell Mather würdigen wir einen Forscher, dessen Arbeiten aus der modernen Weltraumforschung nicht wegzudenken sind.

Der NASA-Weltraumforscher John Cromwell Mather erblickte das Licht der Welt am 7. August 1946 in Roanoke im US-Bundesstaat Virginia. Seine Kindheit verbrachte er überwiegend im ländlichen New Jersey. Wissenschaftliche Neugier gehörte in seinem Elternhaus zum Alltag, denn sein Vater arbeitete in der Agrarforschung. Seine Mutter unterrichtete Französisch. Schon früh interessierte sich John Cromwell Mather für Technik, Astronomie sowie Messgeräte. Nach dem Physikstudium am Swarthmore College promovierte er 1974 an der University of California, Berkeley, mit Arbeiten zur fernen Infrarotstrahlung des Kosmos. Damit war der Weg zu jener Forschungsfrage vorgezeichnet, die ihn berühmt machen sollte. Wie lässt sich die kosmische Hintergrundstrahlung so genau vermessen, dass daraus die Geschichte des frühen Universums sichtbar wird?

John Cromwell Mather, COBE und das Echo des Urknalls

Nach der Mitwirkung an verschiedenen Forschungsprojekten der NASA wurde Mather zu einer Schlüsselfigur des Satellitenprojekts Cosmic Background Explorer (kurz COBE genannt). Einer der im Rahmen dieses Projekts in den 1980er Jahren gestartete Satellit sollte die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung untersuchen. So nennen Wissenschaftler das noch heute schwach erkennbare Nachglühen aus der Frühzeit des Universums. Mather leitete insbesondere das Experiment FIRAS, das das Spektrum dieser Strahlung bestimmte. Das Ergebnis war spektakulär präzise, denn die Strahlung entsprach nahezu ideal der eines schwarzen Körpers mit einer Temperatur von etwa 2,7 Kelvin. Damit erhielt die Urknalltheorie eine ihrer stärksten experimentellen Bestätigungen.

COBE-Mitwirkung brachte John Cromwell Mather einen Nobelpreis ein

Gemeinsam mit George F. Smoot, der die Temperaturunterschiede in verschiedenen Himmelsrichtungen untersuchte, zeigte Mather, dass die Hintergrundstrahlung nicht völlig gleichförmig ist. Die winzigen Anisotropien (Temperaturunterschiede) sind von grundlegender Bedeutung, denn sie gelten als Spuren jener Dichteschwankungen, aus denen später Galaxien, Sterne und Planeten entstanden. Für die Entdeckung der Schwarzkörperform und der Anisotropie der kosmischen Hintergrundstrahlung erhielten Mather und Smoot 2006 den Nobelpreis für Physik. Das Nobelkomitee bezeichnete COBE als Ausgangspunkt der Kosmologie als Präzisionswissenschaft.

Spätere Arbeiten des amerikanischen Weltraumforschers

Auch nach COBE blieb Mather einer der prägenden Wissenschaftler der NASA. Als leitender Projektwissenschaftler begleitete er über viele Jahre das James-Webb-Weltraumteleskop, das seit 2021 neue Einblicke in die frühe Galaxienbildung liefert. Zu seinem 70. Geburtstag darf John Cromwell Mather auf ein Lebenswerk zurückblicken, das die Weltraunforschung ein ganzes Stück vorangebracht hat und sowohl nationale als auch internationale Anerkennung genießt.

Quelle: NASA, Nobelprize Organisation (Artikel erstellt mit KI-Unterstützung, manuell geprüft und überarbeitet)

About Author