Gyorshír: Fekete lyukak kutatói nyerték el a fizikai Nobel-díjat 2020-ban

5169

A 2020-as fizikai Nobel-díjat megosztva Roger Penrose, Reinhard Genzel és Andrea Ghez nyerték el, Penrose annak kimutatásáért, hogy a fekete lyukak kialakulása az általános relativitáselmélet egyik legfontosabb következménye, míg Genzel és Ghez a Tejútrendszer középpontját uraló szupernagy tömegű fekete lyuk felfedezéséért.

Az Interstellar (Csillagok között) c. film főszereplője, a Gargantua szupernagy tömegű fekete lyuk (Paramount Pictures)

2020-ban az Univerzum legegzotikusabb objektumaival, a fekete lyukakkal kapcsolatos kutatásokat díjazták fizikai Nobel-díjjal. Az elismerést 1/2 arányban elnyerő Roger Penrose (University of Oxford, Egyesült Királyság) munkásságának legfontosabb eredménye annak kimutatása, hogy az általános relativitáselmélet egyenleteiből természetes módon következik a fekete lyukak létezésének szükségessége. A díjat 1/4-1/4 arányban elnyerő Reinhard Genzel (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Németország és University of California, Berkeley, Amerikai Egyesült Államok) és Andrea Ghez (University of California, Los Angeles, Amerikai Egyesült Államok) pedig saját galaxisunk, a Tejútrendszer középpontjában helyet foglaló szupernagy tömegű fekete lyuk felfedezéséhez vezető munkájukkal érdemelték ki az elismerést: a Galaxis centrumának közelében keringő csillagok mozgásának magyarázatára jelenleg ez az egyedüli elképzelés.

Sir Roger Penrose (1931 – ) (Perimeter Institute)

Az indoklás szerint Roger Penrose rendkívül ötletes matematikai módszerekkel bizonyította, hogy a fekete lyukak létezése közvetlen következménye Albert Einstein általános relativitáselméletének. Einstein maga nem hitt ezeknek a hihetetlen tömegű, még a fényt is örökre bezáró szörnyetegeknek a létezésében. Einstein halála után tíz évvel, 1965-ben azonban Penrose bizonyította, hogy a fekete lyukak valóban kialakulhatnak, és részletesen le is írta azokat: a fekete lyukak közepén ún. szingularitás bújik meg, ahol a fizika minden ismert törvénye érvényét veszti. Áttörést jelentő cikkét még ma is az általános relativitáselmélet Einstein utáni egyik legfontosabb munkájának tartják.

A Tejútrendszer centrumában gravitációs hatásában kb. 4 millió naptömeggel ekvivalens szupernagy tömegű fekete lyuk (Sgr A*) foglal helyet, amely körül Genzel és Ghez kutatásai szerint az ottani csillagok, például az S2 szédítő sebességgel keringenek (ESO)

A Reinhard Genzel, illetve Andrea Ghez által vezetett kutatócsoportok az 1990-es évek elejétől kezdve galaxisunk középpontjára, a Sagittarius A*-nak nevezett régióra összpontosították figyelmüket. A Tejútrendszer centrumának közelében keringő legfényesebb csillagok mozgását addig elképzelhetetlen pontossággal térképezték fel. Mindkét csoport arra az eredményre jutott, hogy a középpontban egy extrém nagy tömegű, de láthatatlan objektum foglal helyet, amelynek gravitációs hatására a csillagok szédítő sebességgel keringenek. Az eredmények szerint a Naprendszernél nem nagyobb térrészbe kb. 4 millió naptömeg összpontosul.

Reinhard Genzel (1952 – ) (MPE)

A világ legnagyobb távcsöveit használva Genzel és Ghez olyan eljárásokat dolgoztak ki, amelyek segítségével átnézhettek a Tejútrendszer centrumát elrejtő csillagközi gáz- és porfelhőkön. A technológiai határokat is feszegetve új módszereket fejlesztettek ki a földi légkör észleléseket zavaró hatásának csökkentésére, amelyek alapján egyedi műszereket építettek, és azokat hosszú éveken keresztül használták a mérések elvégzésére. Úttörő munkájuk meggyőző bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy a Tejútrendszer középpontját egy szupernagy tömegű fekete lyuk uralja.

Andrea Ghez (1965 – ) (MacArthur Foundation)

A fizikai Nobel-díjat odaítélő bizottság elnöke, David Haviland szerint az idei díjazottak új távlatokat nyitottak a kompakt és szupernagy tömegű objektumok kutatásában. Azonban még sok jövőbeli kutatást motiváló kérdés vár megválaszolásra ezekkel az egzotikus objektumokkal kapcsolatban. Ezek nem csak a belső szerkezetükkel összefüggő kérdések, de azon problémák is, hogy a gravitációra vonatkozó elméletünk hogyan teljesít a fekete lyukak közvetlen környezetében uralkodó szélsőséges feltételek között.

Hozzászólás

hozzászólás