Nobel z fizyki za badania nad czarnymi dziurami

Laureaci podzielą się nagrodą w wysokości 10 mln koron szwedzkich (950 tys. euro). Połowa tej kwoty trafi do Brytyjczyka, sir Rogera Penrose’a, który wykazał, że powstawanie czarnych dziur wynika z ogólnej teorii względności.

Drugą połowę podzielą między siebie po równo Niemiec Reinhard Genzel i Amerykanka Andrea Ghez, którzy odkryli, że na orbity gwiazd w centrum naszej galaktyki – Drogi Mlecznej – wpływa niewidzialny i niezwykle ciężki obiekt. Jedynym znanym obecnie wyjaśnieniem jest supermasywna czarna dziura.

Czarne dziury, superciężkie skupiska materii, uważane są za jedno z najbardziej tajemniczych zjawisk we Wszechświecie. To obszary czasoprzestrzeni, których – ze względu na bardzo silną grawitację – nie jest w stanie opuścić żaden obiekt, nawet światło.

Albert Einstein nie wierzył, że czarne dziury naprawdę istnieją. Jednak Roger Penrose dowiódł metodami matematycznymi, że istnienie czarnych dziur bezpośrednio wynika z ogólnej teorii względności Einsteina.

W styczniu 1965 roku, dziesięć lat po śmierci Einsteina, Roger Penrose udowodnił, że czarne dziury naprawdę mogą się tworzyć i opisał je szczegółowo; w centrum czarnej dziury kryje się osobliwość, w której wygasają wszystkie znane prawa natury. Jego przełomowy artykuł jest nadal uważany za najważniejszy wkład do ogólnej teorii względności od czasów Einsteina.

Reinhard Genzel i Andrea Ghez przewodzili dwóm grupom astronomów, które od wczesnych lat 90. XX wieku skupiała się na badaniu regionu zwanego Sagittarius A* w centrum naszej galaktyki. Orbity najjaśniejszych gwiazd najbliżej środka Drogi Mlecznej były badane z coraz większą precyzją. Wyniki pomiarów obu grup wskazywały na niezwykle ciężki, niewidzialny obiekt, który działając na skupisko gwiazd, wprawia je w zawrotnie szybki ruch. Około czterech milionów mas Słońca upakowanych jest w regionie nie większym niż nasz Układ Słoneczny.

Korzystając z największych teleskopów świata, Genzel i Ghez opracowali metody pozwalające zobaczyć poprzez ogromne chmury międzygwiazdowego gazu i pyłu centrum Drogi Mlecznej. Dzięki nowym instrumentom i technikom badawczym udało się im skompensować zniekształcenia powodowane przez ziemską atmosferę, i przeprowadzić długoterminowe badania. Dzięki temu dostarczyli najbardziej przekonujących dowodów na istnienie supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej.

„Odkrycia tegorocznych laureatów otworzyły nowy obszar w badaniach gęstych i supermasywnych obiektów. Ale te egzotyczne obiekty wciąż stawiają wiele pytań, które wymagają odpowiedzi i motywują do dalszych badań. Chodzi nie tylko o ich wewnętrzną strukturę, ale także o to, jak można by przetestować naszą teorię grawitacji w ekstremalnych warunkach w bezpośrednim sąsiedztwie czarnej dziury ” – powiedział David Haviland, przewodniczący Komitetu Noblowskiego w dziedzinie fizyki.

Andrea Ghez jest dopiero czwartą w historii kobietą, która zdobyła nagrodę w dziedzinie fizyki, obok Marii Skłodowskiej-Curie (1903 r.), Marii Goeppert Mayer (1963 r.) oraz Donny Strickland (2018 r.).

Na wieść o wyróżnieniu, wyraziła nadzieję, że będzie inspiracją dla wielu kobiet pracujących w nauce. “Mam nadzieję, że zainspiruję inne młode kobiety w tej dziedzinie. Daje ona tyle przyjemności, a jeśli czuje się pasję do nauki, można jeszcze tak wiele zrobić” – powiedziała Andrea Ghez na wtorkowej konferencji prasowej, podczas której ogłoszono nazwiska tegorocznych noblistów.

Ghez urodziła się w 1965 r. w Nowym Jorku. Jest profesorem na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles.

Kolejny z tegorocznych noblistów – sir Roger Penrose, profesor na Uniwersytecie w Oksfordzie – urodził się w 1931 in Colchester (Wielka Brytania). Jest autorem wielu książek popularnonaukowych. Badacz wielokrotnie odwiedzał Polskę. Jest członkiem zagranicznym Polskiej Akademii Nauk. W 2016 r. wraz z polskim fizykiem prof. Andrzejem Trautmanem został odznaczony przez prezydenta Andrzeja Dudę. Penrose otrzymał Krzyż Komandorski Orderu Zasługi Rzeczpospolitej Polskiej za wybitne osiągnięcia naukowe w dziedzinie fizyki i za rozwijanie polsko-brytyjskiej współpracy naukowej.

Trzeci tegoroczny laureat Nobla z fizyki – Reinhard Genzel – urodził się w 1952 r. w Bad Homburg vor der Hoehe w Niemczech. Jest dyrektorem Instytutu Fizyki Pozaziemskiej im. Maxa Plancka w Garching (Niemcy) oraz profesorem na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley.