Nauka

Nobel z fizyki 2020. Kim są odkrywcy czarnych dziur?

Pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury Pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury ESO / mat. pr.
Uhonorowani Noblem za badania nad czarnymi dziurami Penrose, Genzel i Ghez to dziś najjaśniejsze gwiazdy w dziedzinie astrofizyki. Co warto o nich wiedzieć?

Tegoroczną Nagrodę Nobla z fizyki otrzymało troje badaczy czarnych dziur: Anglik Roger Penrose z Oxford University, Niemiec Reinhard Genzel z Max Planck Institute for Extraterrestial Physics oraz Amerykanka Andrea Ghez z University of California, Los Angeles. Jaki jest ich dorobek?

Penrose – fizyk, matematyk, filozof

Roger Penrose jest weteranem badań osobliwości kosmicznych i czarnych dziur. A także jednym z największych uczonych naszych czasów. Jest fizykiem i matematykiem, który już w 1965 r. udowodnił, że istnienie czarnych dziur, czyli obiektów zagęszczonych grawitacją do punktu matematycznego, wynika wprost z Ogólnej Teorii Względności Alberta Einsteina. Co ciekawe, sam Einstein nie wierzył, że takie twory jak czarne dziury w ogóle mogą istnieć. Penrose współpracował w tej dziedzinie ściśle ze Stephenem Hawkingiem, a ich wspólny artykuł z 1970 r. „Osobliwości w kolapsie grawitacyjnym i kosmologii” do dzisiaj jest uznawany za biblię badaczy czarnych dziur i osobliwości kosmicznych. Można powiedzieć, że Penrose był tym uczonym, który pierwszy dowiódł, że coś takiego jak czarne dziury na pewno w kosmosie się znajdują. I miał rację. Niedługo potem same czarne dziury zaczęto odkrywać obserwacyjnie – zarówno te mniejsze, czyli gwiazdowe, jak i te ogromne, supermasywne, znajdujące się w centrach większości obserwowanych galaktyk. A niedawno, w maju zeszłego roku, po odkryciu bardzo silnej fali grawitacyjnej pochodzącej z kolizji dwóch potężnych czarnych dziur potwierdzono, że istnieje trzecia kategoria tych obiektów, tzw. czarne dziury pośrednie, o masach od kilkuset do 100 tys. mas Słońca.

Roger Penrose dla „Polityki” o Wszechświecie bez początku i końca

Penrose zasłużył się też jako pionier tzw. kwantowej grawitacji. Postulował, że teoria kwantów musi zostać uzupełniona o grawitację właśnie – inaczej na zawsze pozostanie niekompletna. Jest też autorem wielu niezwykle ciekawych książek popularnonaukowych o kosmologii, otaczającym nas świecie, ale też o kondycji człowieka. „Nowy umysł cesarza”, „Makroświat, mikroświat i ludzki umysł”, „Cienie umysłu” – to tylko niektóre z bogatej twórczości Penrose’a.

Ghez – czwarta kobieta z Noblem z fizyki

Pozostała dwójka nagrodzonych w tym roku to astronomowie, którzy obserwacyjnie udowodnili, że w centrum naszej Galaktyki znajduje się supermasywna czarna dziura – czyli tzw. źródło Sagittarius A*. Ma masę około 4,5 mln Słońc. Andrea Mia Ghez specjalizowała się w obserwacjach centralnych obszarów Mlecznej Drogi w podczerwieni, dzięki czemu mogła przeniknąć przez gęste warstwy pyłu i gazu, które stanowią przeszkodę nie do pokonania w klasycznych, optycznych obserwacjach. W 2012 r. jej zespół odkrył bardzo blisko tego centrum gwiazdę SO-102 i potrafiąc określić jej prędkość orbitalną, mógł wyznaczyć masę centralnego obiektu (czarnej dziury). Ta wartość jest przyjmowana do dzisiaj za prawdziwą.

Czytaj także: Monstrualna czarna dziura zaskakuje naukowców

Genzel – znawca ewolucji galaktyk

Wreszcie trzeci nagrodzony uczony – Reinhard Genzel – także jest astronomem specjalizującym się w obserwacjach gwiazd w centrum naszej Galaktyki w zakresie podczerwonym i submilimetrowym. Jako pierwszy wraz z zespołem był w stanie dokładnie śledzić ruch gwiazd poruszających się najbliżej tego centrum i dowiódł, że muszą one okrążać niezwykle masywny obiekt, którym może być tylko centralna galaktyczna czarna dziura. Genzel jest też znawcą ewolucji galaktyk, a w 2018 r., śledząc ruch szybko (7650 km/s) poruszającej się gwiazdy S2 niezwykle blisko źródła Sagittarius A*, po raz kolejny potwierdził prawdziwość Ogólnej Teorii Względności Einsteina.

Kolejny Nobel dla nauk o niebie

Warto zauważyć, że aż siedem Nagród Nobla w dziedzinie fizyki przyznanych od 2002 r. do teraz otrzymali uczeni badający kosmos. W całym ubiegłym stuleciu podobnych nagród było zaledwie pięć. Przy czym spora liczba nagradzanych prac i odkryć pochodzi sprzed wielu lat. Można powiedzieć, że kosmos stał się dziś w pewnym sensie modny. Z czego to wynika? Zdaniem prof. Tomasza Bulika z Obserwatorium Astronomicznego Wydziału Fizyki UW, w fizyce klasycznej już jakiś czas temu osiągnęliśmy coś w rodzaju szklanego sufitu nad głowami. By ten sufit przebić, potrzeba naprawdę wielkich i długotrwałych wysiłków. Oraz iście przełomowych odkryć. W badaniach astronomicznych i astrofizycznych pułap jest wciąż dość wysoko. Dlatego złoty czas rozwoju nauk o niebie będzie trwał jeszcze długo.

Zobacz także: Pierwsze zdjęcie czarnej dziury

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

null
Społeczeństwo

Dyrektorka odebrała sobie życie. Jeśli władza nic nie zrobi, te tragedie będą się powtarzać

Dyrektorka prestiżowego częstochowskiego liceum popełniła samobójstwo. Nauczycielka z tej samej szkoły próbowała się zabić rok wcześniej, od miesięcy wybuchały awantury i konflikty. Na oczach uczniów i z ich udziałem. Te wydarzenia są skrajną wersją tego, jak wyglądają relacje w tysiącach polskich szkół.

Joanna Cieśla
07.02.2025
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną