Förklarat: Nobel för svarta håls fysik

Roger Penrose, 89, har fått priset för att bevisa att det finns svarta hål. Han delar det med Andrea Ghez och Reinhold Genzel, som konstaterade att det finns ett massivt svart hål i mitten av Vintergatan

Ett svart hål. Tre forskare vann Nobelpriset i fysik tisdagen den 6 oktober 2020 för att ha fastställt den alltför konstiga verkligheten med svarta hål. (Event Horizon Telescope Collaboration/Maunakea Observatories via AP)

1997 anordnade den berömde indiske astrofysikern Jayant Narlikar ett offentligt föredrag för en besökande brittisk matematisk fysiker i ett auditorium i centrala Pune. Tvärtemot förväntningarna dök över 5 000 personer upp för att lyssna. Med auditoriet fullsatt över kapacitet var dörrarna tvungna att stängas. Men folk slog sönder dörrarna för att komma in, vilket resulterade i uppståndelse. Polisen var tvungen att ingripa och hotade att arrestera Narlikar för att ha orsakat allmän oro.

Talaren den dagen var ingen mindre än Roger Penrose, den enormt populära, nu 89-årige, teoretiske fysikern, matematikern, vetenskapsfilosofen och bästsäljande författaren som i tisdags belönades med Nobelpriset i fysik för sitt arbete med svart. hål. Penrose vann halva priset.

Under andra året i rad när Fysikpris har gått till astrofysik, den andra hälften delas av Andrea Ghez, 55, från den amerikanska och tyske astronomen Reinhold Genzel, 68, som har arbetat självständigt vid två olika observatorier. Deras arbete under åren, baserat på oberoende observationer av två olika teleskop, har gett övertygande bevis på närvaron av ett supermassivt svart hål i mitten av vår Vintergatans galax.

Ghez och Genzel, vars huvudsakliga verk kom på 1990-talet och början av 2000-talet, har ansetts som Nobelutmanare i många år nu.

Långt försenat

För Penrose har äran låtit vänta på sig. Hans arbete som har nämnts i citatet - en bekräftelse på att svarta hål verkligen bildas, och deras detaljerade beskrivning - fullbordades redan 1965.

Priset till Penrose är lite av en överraskning eftersom det har kommit så sent. Jag hade faktiskt trott att han aldrig skulle få priset, precis som (Stephen) Hawking, hans medarbetare i arbetet med svarta hål, aldrig fick. Det mesta av hans arbete med svarta hål kom i samarbete med Hawking. De två har haft ett långt samarbete under flera decennier. Det är svårt att skilja ens arbete från det andra, säger Somak Raychaudhury, chef för Pune-baserade Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics (IUCAA).

Men Penrose har så många andra bidrag också, i matematik, i fysik, i filosofi. Svarta hål utgör en mycket liten del av hans arbete. Det är verkligen förvånande varför han inte fick Nobeln under alla dessa år. Men Hawking ignorerades också, och nu har erkännandet för Penrose kommit bara två år efter Hawkings död. Helst borde de två ha blivit erkända tillsammans, sa Raychaudhury, som hade gått kurser från både Penrose och Hawking som student i Oxford på 1980-talet.

todd r wagner

Express förklaratär nu påTelegram. Klick här för att gå med i vår kanal (@ieexplained) och håll dig uppdaterad med det senaste

(Från vänster) Reinhard Genzel, astrofysiker vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics; Andrea Ghez, professor i fysik och astronomi vid UCLA, och Roger Penrose, vid University of Oxford. (Matthias Balk/dpa, Elena Zhukova/UCLA, Danny Lawson/PA via AP)

Ghez & Genzel

Tack och lov har Ghez och Genzel blivit igenkända i tid. Människor som jag har varit ganska övertygade om att de verkligen skulle bli hedrade... Deras är ett annat fall där man inte kan känna igen det ena utan det andra, även om de har arbetat separat. De har kört två olika experiment, med två olika teleskop, i två olika länder, och har i huvudsak kommit fram till samma slutsats, sa han.

Ghez, som tillbringar mycket tid med att popularisera vetenskap och prata om svarta hål, arbetar vid Keck Observatory på Hawaiis Mauna Kea och Genzel vid Very Large Telescope-anläggningen på Paranal-berget i Chile.

De gjorde exakta mätningar av banorna för de ljusaste stjärnorna i området som anses vara mitten av Vintergatan, och deras studier visade att de lite ovanliga banorna och stjärnornas hastighet endast kunde förklaras av närvaron av en mycket massiv men osynlig , himmelsk kropp. Detta är nu känt för att vara det supermassiva svarta hålet Sagittarius A*, som har en massa fyra miljoner gånger solens och är begränsat till ett område som är ungefär lika stort som vårt solsystem.

Charlie dag ålder

Läs även | Upptäckten av hepatit C-virus som hjälpte tre forskare att vinna Medicin Nobel

Illustration: nobelprize.org

Skytten A*

Världen kan snart se hur det ser ut. Sagittarius A* är ett av två svarta hål vars fotografier har tagits av Event Horizon Telescope-projektet. Svarta hål avger eller strålar inte ut någonting, inte ens ljus. Så det finns inget sätt att fånga deras bild. Men området strax utanför sin gräns, som kallas händelsehorisonten, som har enorma mängder gas, moln och plasma som virvlar våldsamt, avger alla typer av strålning, även synligt ljus.

Genom ett nätverk av gigantiska teleskop har forskare samlat in strålningar utanför det svarta hålets händelsehorisont och återskapat en bild. Det svarta hålet kan bara ses för att det är inneslutet i en mycket ljus, orangeröd munkformad ring i bilden. Bilder av två svarta hål togs på detta sätt. En av dem, det svarta hålet i centrum av galaxen Messier 87, 55 ljusår från jorden, släpptes av forskare förra året.

Bilden av Skytten A* bearbetades fortfarande; den kommer att släppas om några månader.

Läs | Nobelpriset i kemi för sax för att redigera gener

Kolkata-förbindelsen

askgrön höjd

Dibyendu Nandi från IISER, Kolkata pekade på bidraget från den indiska fysikern Amal Kumar Raychaudhuri i Penrose och Hawkings arbete om svarta hål. Raychaudhuri, baserad på Presidency College i Kolkata på 1950-talet, hade producerat teoretiska resultat medan han arbetade med allmän relativitetsteori och kom fram till en ekvation som är uppkallad efter honom. Den ekvationen, och hans resultat, visade sig vara avgörande i arbetet som Penrose och Hawking senare producerade.

Faktum är att när jag först frågade Penrose om jag kunde delta i en av kurserna som han erbjöd, frågade han mig var jag kom ifrån. Och när jag berättade för honom att jag hade kommit från presidentskapet, Kolkata, frågade Penrose om jag var släkt med Amal Kumar Raychaudhuri. Jag sa till honom att jag inte var det, men jag hade blivit lärd av honom. Hawking var också i rummet, mindes Somak Raychaudhury.

Jag vet inte om Penrose och AKR (Amal Kumar Raychaudhuri) någonsin träffades, eftersom AKR alltid var baserat i Kolkata. Men AKR:s resultat var något som var avgörande för deras eget arbete, och de erkände det flera gånger, sa han.

Dela Med Dina Vänner: