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

Codzienny newsletter „Polityki”. Tylko ważne tematy

Na podany adres wysłaliśmy wiadomość potwierdzającą.
By dokończyć proces sprawdź swoją skrzynkę pocztową i kliknij zawarty w niej link.

Informacja o RODO

Polityka RODO

  • Informujemy, że administratorem danych osobowych jest Polityka Sp. z o.o. SKA z siedzibą w Warszawie 02-309, przy ul. Słupeckiej 6. Przetwarzamy Twoje dane w celu wysyłki newslettera (podstawa przetwarzania danych to konieczność przetwarzania danych w celu realizacji umowy).
  • Twoje dane będą przetwarzane do chwili ew. rezygnacji z otrzymywania newslettera, a po tym czasie mogą być przetwarzane przez okres przedawnienia ewentualnych roszczeń.
  • Podanie przez Ciebie danych jest dobrowolne, ale konieczne do tego, żeby zamówić nasz newsletter.
  • Masz prawo do żądania dostępu do swoich danych osobowych, ich sprostowania, usunięcia lub ograniczenia przetwarzania, a także prawo wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania, a także prawo do przenoszenia swoich danych oraz wniesienia skargi do organu nadzorczego.

Czytaj także

Kultura

„Zielony rycerz. Green Knight”: filmowy powrót do mitycznej Brytanii

W filmie „Zielony rycerz. Green Knight” Davida Lowery’ego oglądamy Króla Artura i jego rycerzy Okrągłego Stołu. Znowu. Co takiego tkwi w legendach arturiańskich, że współczesna kultura regularnie do nich wraca?

Marcin Zwierzchowski
27.07.2021
Reklama

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

Powrót na stronę główną