Joel R. Primack, een theoretisch natuurkundige wiens werk van fundamenteel belang was voor het begrijpen van de structuur van het universum, overleed op 13 november op 80-jarige leeftijd in Palo Alto, Californië. De doodsoorzaak was alvleesklierkanker, zoals bevestigd door zijn vrouw, Nancy Ellen Abrams.
Van kwantumfluctuaties tot kosmische structuren
De nalatenschap van Primack berust in de eerste plaats op zijn bijdragen aan de kosmologie – in het bijzonder de verklaring van hoe het universum zich vanaf zijn vroegste momenten heeft ontwikkeld tot de grootschalige structuren die we vandaag de dag waarnemen. In 1984 was hij, samen met zijn collega’s George Blumenthal, Sandra Faber en Martin Rees, co-auteur van een cruciaal artikel in Nature, waarin hij schetste hoe minieme variaties in het vroege heelal (kwantumfluctuaties) de vorming van sterrenstelsels, clusters en het enorme kosmische web vormden.
Dit werk ging niet alleen over het beschrijven van wat we zien, maar waarom het er zo uitziet. In de jaren tachtig wisten astronomen al dat zichtbare materie (sterren, planeten, gas) slechts een klein deel van de totale massa van het universum uitmaakte. Sterrenstelsels draaiden sneller dan ze zouden moeten, gezien de hoeveelheid zichtbare materie die aanwezig was, wat duidde op het bestaan van onzichtbare massa die zwaartekracht uitoefende – wat wetenschappers ‘donkere materie’ noemden.
Het raadsel van donkere materie
Hoewel de aard van donkere materie een van de grootste mysteries van de kosmologie blijft, hebben Primack en zijn medewerkers cruciale eigenschappen geïdentificeerd die deze moet bezitten om in overeenstemming te zijn met waarnemingen. Ze stelden vast dat donkere materie ‘koud’ moest zijn – wat betekent dat de deeltjes langzaam genoeg bewogen om structuren te laten ontstaan – een concept dat nu centraal staat in het standaard kosmologische model.
“Dat werd onderdeel van deze hele basis die we nu al jaren gebruiken”, zegt Saul Perlmutter, een astrofysicus aan UC Berkeley, die de blijvende impact van Primacks onderzoek onderstreept. De implicaties van koude donkere materie strekken zich uit tot hoe we de vorming van sterrenstelsels, de verdeling van materie in het universum en zelfs de zoektocht naar donkere materiedeeltjes zelf begrijpen.
Het werk van Primack overbrugde de kloof tussen de theoretische natuurkunde en de waarneembare astronomie en bood een kritisch raamwerk voor tientallen jaren van daaropvolgend onderzoek. Zijn inzichten hielpen het inzicht te versterken dat het universum niet simpelweg is wat we zien, maar wordt gevormd door onzichtbare krachten en exotische materie die vandaag de dag nog steeds worden onderzocht.
Uiteindelijk waren de bijdragen van Joel Primack niet alleen aan de natuurkunde, maar ook aan het fundamentele begrip van ons kosmisch bestaan.
