پژوهش درباره سیاه‌چاله‌ها؛ برنده جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۰

 

جایزه امسال نوبل فیزیک، به سه فیزیکدان رسید که پژوهش‌های آن‌ها درباره سیاه چاله‌ها به درک بیشتر این پدیده‌ها کمک کرده است. این جایزه به طور مشترک به "راجر پِنروز" از بریتانیا، "آندریا گِز" از آمریکا و همکار آلمانی او"راین هارد گِنزِل" اهدا شد.

کمیته جایزه نوبل در استکهلم سوئد از یافته‌های این دانشمندان در زمینه سیاه چاله‌ها که آن را "تاریکترین اسرار جهان" نامید، تقدیر کرده است. نیمی از جایزه یک میلیون و 120 هزار دلاری نوبل متعلق به راجر پنروز می‌رسد و نیم دیگر میان گز و گنزل تقسیم خواهد شد.

راجر پنروز به دلیل اثبات این‌که سیاهچاله‌ها نتیجه اجتناب‌ناپذیر نظریه نسبت عام آلبرت اینشتین هستند، به این جایزه دست یافت.

"آندریا گِز" و "راین هارد گِنزِل" هم بابت ارائه قانع‌کننده‌ترین شواهد این‌که یک سیاهچاله فوق‌سنگین در مرکز کهکشان ما، راه شیری، قرار داد، برنده جایزه نوبل شدند. آن‌ها نشان دادند این جسم عظیم در مرکز کهکشان واقع شده و در هاله‌ای از ستارگان و ابر‌های گازی پنهان شده است.

پروفسور گز چهارمین زنی است که جایزه نوبل فیزیک را دریافت می‌کند. از سال 1901 تاکنون بیش از 200 نفر برنده نوبل فیزیک شده اند. ماری کوری در سال 1903، ماریا گوپرت مه‌یر در سال 1963 و دانا استریکلند در سال 2018 دیگر برندگان زن این جایزه هستند.

آقای پنروز در واکنش به این خبر به بی بی سی گفت: "شنیدن خبر صبح امروز نهایت افتخار و خوشوقتی است، که البته در شرایطی کمی غیرعادی روی داد، چون برای شنیدن آن مجبور شدم از زیر دوش بیرون بیایم. "

او گفت نوبل در میان جوایز علمی "تراز اول است. " اولف دانیلسون از اعضای کمیته نوبل گفت: "تاریخ سیاهچاله‌ها به پایان قرن هجدهم می‌رسد. بعد با کمک نظریه نسبیت عام اینشتین ابزار‌های لازم برای توصیف آن را پیدا کردیم. ".

اما ریاضیاتی که ماهیت و رفتار سیاهچاله‌ها را توضیح می‌دهد خیلی پیچیده است. بسیاری محققان معتقد بودند که سیاهچاله چیزی جز محصول تخیلی ریاضیات نیست و فقط روی کاغذ واقعیت دارد. اما با گذشت چند دهه محققان فهمیدند چنین جرمی می‌تواند در کیهان وجود داشته باشد.

دانیلسون گفت: "این کاری است که راجر پنروز کرد. او ریاضیات آن را می‌فهمید، ابزار‌های تازه‌ای را معرفی کرد و بعد توانست ثابت کند که این فرآیندی است که می‌تواند در طبیعت اتفاق بیافتد - اینکه یک ستاره فرومی پاشد و به سیاهچاله بدل می‌شود. "

سر راجر توضیح داد: "در آن زمان مردم خیلی شک داشتند، زمان زیادی برد تا سیاهچاله‌ها پذیرفته شوند... به نظر من اهمیت آن‌ها فقط تا حدودی تشخیص داده شده. "

 

کشفیات گنزل و گز
ریچارد گنزل و آندریا گز قوی‌ترین شواهد از وجود یک سیاهچاله ابرپرجرم در مرکز کهکشان راه شیری را فراهم کرده اند. آن‌ها دریافتند که این جرم عظیم، موسوم به "کمان ای*"، نیرویی گرانشی بر ستارگانی که دور آن می‌گردند اعمال می‌کند.

پروفسور گز که از دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس (یو سی ال ای) گفت: "خیلی از گرفتن این جایزه خوشحالم و مسئولیتم را به عنوان چهارمین زنی که برنده نوبل (فیزیک) می‌شود خیلی جدی می‌گیرم. " فیزیکدان‌ها برای بیش از 50 سال به وجود سیاهچاله‌ای در مرکز کهکشان ما مظنون بودند. اما پیش از اثبات این مساله لازم بود فناوری پیشرفت کند.

پروفسور گنزل از موسسه ماکس پلانک برای فیزیک فرازمینی در گارچینگ آلمان و پروفسور گز در دهه 1990 شروع به استفاده از قوی‌ترین تلسکوپ‌ها برای دیدن آنچه در آنسوی توده‌های عظیم گاز و غبار در مرکز کهکشان قرار دارد کردند.

آن‌ها با ابداع تکنیک‌های تازه، اعوجاج ناشی از اتمسفر زمین در تصاویر را برطرف کردند و به این شکل حداکثر بهره را از فناوری‌های موجود بردند.

سیاهچاله چیست؟
سیاهچاله محدوده‌ای در فضا است که جاذبه بسیار قوی آن همه چیز را به درون خود می‌کشد و هیچ چیزی، حتی نور، از نیروی گرانشی آن گریزی ندارد. برخلاف آنچه نام سیاهچاله به ذهن متبادر می‌کند، سیاهچاله توخالی نیست و برعکس، توده بسیار متراکمی از جرمی عظیم در فضایی به نسبت کوچک است.

محدوده خارجی سیاهچاله که هر جرم و ذره‌ای در آن تنها تحت تاثیر سیاهچاله خواهد بود، "افق رویداد" نامیده می‌شود و فراتر از آن دیگر گریزی از نیروی گرانشی سیاهچاله نیست. این محدوده "نقطه‌ای بی بازگشت" است.