Нобелівську премію з фізики 2020 року присудили трьом ученим за їх роботу, що стосується однієї з найзагадковіших, найтемніших таємниць космосу — чорних дір. Про це 6 жовтня поточного року оголосила Королівська шведська академія наук.
Роджер Пенроуз (Roger Penrose), з Оксфордського університету у Великобританії, отримав половину грошової винагороди в розмірі 10 мільйонів крон (близько 1,2 мільйона доларів) «за доказ того, що утворення чорних дір є надійним передбаченням загальної теорії відносності». Водночас Андреа Ґез (Andrea Ghez) з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі та Рейнхард Ґенцель (Reinhard Genzel) з Боннського університету та Інституту позаземної фізики Макса Планка в Німеччині поділили другу половину «за відкриття надмасивного компактного об’єкта в центрі нашої галактики».
Андреа Ґез стала лише четвертою жінкою, якій присуджено Нобелівську премію з фізики. Іншими трьома були Марія Кюрі (Marie Curie) в 1903 році, Марія Гепперт-Маєр (Maria Goeppert-Mayer) в 1963 р. та Донна Стрікленд (Donna Strickland) в 2018 році.
Р. Пенроуз виразними математичними моделями показав, що існування чорних дір є прямим наслідком найвідомішої теорії Альберта Айнштайна. Хоча сам Айнштайн не вірив, що такі масивні небесні тіла — об’єкти, які поглинають все, навіть світло, що потрапляє у поле їхнього тяжіння, можуть існували.
Геран К. Ганссон (Göran K. Hansson), генеральний секретар Королівської шведської академії наук, оголошує лауреатів Нобелівської премії з фізики 6 жовтня 2020 р. Фото з сайту Фонду Нобелівської премії.
Незважаючи на це, загальна теорія відносності А. Айнштайна передбачає, що гравітація є наслідком деформації простору-часу. Згідно з цією теорією, масивні об’єкти (наприклад, чорні діри) створюють космічні вм’ятини в цю просторово-часову тканину, так що інші об’єкти, які містяться поруч, не можуть не потрапити під дію їхньої гравітації. Одне з передбачень, яке слідує із загальної теорії відносності, полягає в тому, що чорні діри мають горизонт подій — лінію демаркації, із-за якої ніщо, навіть світло, не може втекти.
У січні 1965 р., лише через 10 років після смерті Айнштайна 18 квітня 1955 р., Пенроуз виявив, що чорні діри можуть виникати й виникають, докладно описавши їх у статті, яку навіть сьогодні вважають «найважливішим внеском у загальну теорію відносності з часів Айнштайна», — йдеться в заяві академії.
Пенроуз виявив, що в основі чорних дір лежить нескінченно щільне ядро, яке називають сингулярністю, де відомі нині закони природи перестають існувати.
Натомість, наукові колективи на чолі з Ґез та Ґензелем розкрили темну таємницю в центрі Молочного Шляху. З початку 1990-х, зосередившись на регіоні в центрі нашої галактики, який має назву Стрілець A*, Ґез і Ґенцель незалежно виявили, що якийсь надмасивний об’єкт впливає на скупчення зір і змушує їх кружляти навколо себе з великою швидкістю, сказали в академії. Насправді їхні групи виявили, що об’єкт масою в 4 мільйони сонячних мас міститься в ділянці простору, розміри якої не більші за Сонячну систему.
Вони не лише передбачили існування цього чорного «бегемота», але й розробили методи телескопічних спостережень, які дали змогу їм бачити крізь щільні хмари міжзоряного газу та пилу в центрі Молочного Шляху. Вони вдосконалили ці методи, щоб компенсувати спотворення, які виникають внаслідок атмосфери Землі. І врешті-решт ці дві групи надали найсильніші докази того, що надмасивна чорна діра ховається в серці нашої галактики.
«Відкриття цьогорічних лауреатів відкрили нові можливості у вивченні компактних і надмасивних об’єктів», — сказав Девід Гавіленд (David Haviland), голова Нобелівського комітету з фізики, в заяві академії. «Але ці екзотичні об’єкти все ще ставлять багато запитань, які вимагають відповідей і спонукають до подальших досліджень. Не тільки питання про їх внутрішню будову, але й питання про те, як перевірити нашу теорію гравітації в екстремальних умовах дуже близько від чорної діри».
Варто нагадати, що минулорічна Нобелівська премія з фізики була вручена трьом науковцям за розкриття структури та історії Всесвіту, а також за новий погляд людства щодо місця нашої планети в ньому.
За інф. з сайту www.space.com підготував Іван Крячко
