A fekete lyukak titkainak feltárásáért jártak a 2020-as fizikai Nobel-díjak

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

Hétfőn az orvosi díj bejelentésével megkezdődött a 2020-as Nobel-díjak kihirdetése, kedden a fizikai kategória nyerteseit nevezte meg a Svéd Királyi Tudományos Akadémia. Idén hárman kapták a díjat megosztva, két különböző kutatásért.

A brit Roger Penrose az általános relativitáselmélet és a fekete lyukak kapcsolatában tett felfedezéseiért kapott díjat, a német Reinhard Genzelt és az amerikai Andrea Ghezt pedig mint az első olyan kutatókat ismerték el, akik szupermasszív objektumot azonosítottak a Tejútrendszer közepén, vélhetően egy fekete lyukat.

Einstein óta a legnagyobb hozzájárulás az általános relativitáselmélethez

Roger Penrose angol matematikus és elméleti fizikus, az Oxfordi Egyetem matematikai katedrájának emeritus professzora úgy is ismert, mint a tudós, aki a legtöbbet tette hozzá az általános relativitáselmélethez Albert Einstein óta. Az 1960-as évektől kezdve tett kozmológiai felfedezései bizonyították, hogy a fekete lyukak egyenes következménye Einstein elméletének. Einstein ugyanis nem hitt a fekete lyukak létezésében.

Penrose 1965 januárjában, tíz évvel Albert Einstein halála után bizonyította egyedi számításaival, hogy a minden fényt elnyelő, szupermasszív fekete lyukak valóban létrejöhetnek, és részletesen le lehet írni a tulajdonságaikat. Stephen Hawkinggal közös elméletében rámutatott, hogy az általános relativitáselméletben az anyag mozgásegyenletének minden megoldásában létezik szingularitás. Erről az elméletről a Qubiten is írtunk korábban.

Reinhard Genzel, Andrea Ghez és Roger PenroseFotó: Svéd Királyi Tudományos Akadémia

Harminc éve figyelik a Tejútrendszer középpontját

A Kaliforniai Egyetem (Berkeley) és a Max Planck Űrfizikai Intézet asztrofizikusa, Reinhard Genzel kutatócsoportjával az 1980-as évek óta fejleszt olyan infravörös vagy terahertzes hullámhosszon működő eszközöket, amelyekkel az univerzum mélyének eseményeit is észlelni lehet a Földről vagy az űrből. Genzeltől függetlenül Andrea Ghez, a Kaliforniai Egyetem (Los Angeles) csillagásza is egy olyan csoportot vezetett, amely az 1990-es évek elején a Tejútrendszer magjában található kompakt, nagyon fényes rádióforrás, a Sagittarius A* felé fordította a figyelmét.

A két kutatócsoportnak idővel egyre precízebben sikerült leírni a galaxisunk középpontján található legfényesebb csillagok pályáját, és mindkettőnek sikerült megfigyelni, hogy egy extrém nagy tömegű, láthatatlan objektum húzza maga felé a csillagokat, óriási sebességű keringésre késztetve őket. Genzel és Ghez a technológia határait feszegetve találtak módot arra, hogy finomhangolt készülékeikkel a csillagködön át ellássanak egészen a Tejútrendszer közepéig, és még a Föld légköre okozta torzítások se zavarják a megfigyelést.

„Albert Einstein általános relativitáselmélete szerint két, egymás körül keringő égitest kötött pályája nem zárt, ahogy a newtoni gravitációs elmélet mondja, hanem a mozgás síkjában elfordul. Ez a híres hatás – amit először a Merkúr bolygó Nap körüli pályájánál láttunk – volt az első bizonyíték az általános relativitáselmélet mellett. Most, száz évvel később észleltük ugyanezt a jelenséget egy kompakt rádióforrás, a Sagittarius A* körül keringő csillagnál, a Tejútrendszer központjában” – nyilatkozta Genzel idén áprilisban.

Ulf Danielsson, a Svéd Királyi Tudományos Akadémia csillagásza szemlélteti a fekete lyukak működését a 2020-as fizikai Nobel-díjak bejelentésénFotó: FREDRIK SANDBERG/AFP

Tavaly is az űrkutatást díjazták

Az idei nyertesek felfedezései az indoklás szerint áttörő erejűek voltak a kompakt és szupermasszív objektumok kutatásának területén, és bár ezek a különleges objektumok még mindig rengeteg rejtélyt tartogatnak, Penrose, Genzel és Ghez eredményei bizonyítják, hogy a válaszok keresése nem hiábavaló.

2019-ben hárman osztoztak a fizikai Nobel-díjon, ugyancsak az űrkutatásban elért eredményeiknek köszönhetően. A kanadai-amerikai James Peebles (Princetoni Egyetem) a fizikai kozmológiában tett elméleti felfedezéseiért részesült az elismerésben, a svájci Michel Mayor és Didier Queloz (Genfi Egyetem) párosát pedig egy olyan exobolygó felfedezéséért díjazták, amely egy Nap-típusú csillag körül kering.

Egy hét múlva a 2020-as Nobel-díjak összes győztesének neve ismert lesz: szerdán a Svéd Királyi Tudományos Akadémia jelenti be a kémiai díjazottakat, csütörtökön a Svéd Akadémia által odaítélt irodalmi díj győztesei derülnek ki, pénteken hirdetik ki a békedíjat, míg október 12-én, hétfőn a közgazdasági Nobel-emlékdíj nyertesét hozzák nyilvánosságra.

Járvány, klímaváltozás, forradalmak – mindez csak három dermesztő arca annak a felbolydult világnak, ami ránk vár. Lesz még neki jó pár. Ha teheted, segítsd a munkánkat, mi megháláljuk a bizalmadat, és ebben a nagy zavarodottságban hitelesen, alaposan és közérthetően magyarázzuk el, hogy a legégetőbb kérdésekre milyen válaszokat adnak a sárgolyó legnagyobb elméi. Maradj velünk. Támogatom a Qubit szerkesztőségét!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: