Vysvetlenie: Za čo bola udelená Nobelova cena za fyziku za rok 2020?

Kráľovská švédska akadémia vied udelila jednu polovicu Nobelovej ceny za fyziku za rok 2020 Rogerovi Penrosovi a druhú polovicu spoločne Reinhardovi Genzelovi a Andrei Ghezovej.

Na obrazovke sa predstavili víťazi Nobelovej ceny za fyziku za rok 2020: Roger Penrose, Reinhard Genzel a Andrea Ghez. (TT News Agency/Fredrik Sandberg cez Reuters)

V utorok sa Kráľovská švédska akadémia vied rozhodla udeliť jednu polovicu Nobelovej ceny za fyziku za rok 2020 Rogerovi Penrosovi a druhú polovicu spoločne Reinhardovi Genzelovi a Andrei Ghezovej za prehĺbenie pochopenia čiernych dier, najzáhadnejších objektov vo vesmíre. .

Predtým v pondelok sa podelili traja biológovia Nobelovu cenu za medicínu za objav vakcíny proti vírusu hepatitídy C.

Čo sú čierne diery?

Čierna diera vzniká pri kolapse hviezd a možno ju definovať ako priestor vo vesmíre s takou únikovou rýchlosťou, že z nej nemôže uniknúť ani svetlo.

Úniková rýchlosť je rýchlosť, ktorou sa objekt musí pohybovať, aby prekonal planétu alebo gravitačnú silu objektu. Napríklad, aby kozmická loď opustila povrch Zeme, musí cestovať rýchlosťou asi 40 000 km za hodinu.

Keďže sa svetlo nemôže dostať von, čierne diery sú neviditeľné a možno ich sledovať len pomocou vesmírneho teleskopu alebo iných špeciálnych nástrojov. A dôvod, prečo svetlo nemôže uniknúť, je hlavne ten, že gravitácia vo vnútri čiernej diery je veľmi silná v dôsledku toho, že veľa hmoty je vtlačené do malého priestoru.

Expresné vysvetlenieje teraz zapnutátelegram. Kliknite tu, aby ste sa pripojili k nášmu kanálu (@ieexplained) a buďte informovaní o najnovších

Čo nám práce ocenených hovoria o čiernych dierach?

Penroseovi bola udelená cena za objav, že tvorba čiernych dier je robustnou predpoveďou všeobecnej teórie relativity, zatiaľ čo Genzel a Ghez dostali cenu za objav supermasívneho kompaktného objektu v strede našej galaxie.

Penroseova práca ukázala, že čierne diery sú priamym dôsledkom všeobecnej teórie relativity Alberta Einsteina. Sám Einstein neveril, že čierne diery existujú, a svoju teóriu predstavil v novembri 1915, čím poskytol nový spôsob, ako sa pozrieť a pochopiť gravitáciu, ktorá formuje vesmír v najväčšom meradle. Gravitácia tiež formuje priestor a ovplyvňuje plynutie času. Práve táto gravitácia, ktorá je taká veľká vo vnútri čiernej diery, je schopná ohýbať priestor a spomaliť čas.

Penrose použil Einsteinovu všeobecnú teóriu relativity, aby dokázal, že proces tvorby čiernych dier je stabilný. Dokázal, že čierne diery existujú a podrobne ich opísal už v roku 1965, desať rokov po Einsteinovej smrti.

Genzel a Ghez na druhej strane zistili, že obežnú dráhu hviezd v strede Mliečnej dráhy riadi neviditeľný a extrémne ťažký objekt. Tento extrémne ťažký objekt má hmotnosť ekvivalentnú 4 miliónom hmôt Slnka a nachádza sa v oblasti o veľkosti našej slnečnej sústavy.

Ich práca nám v podstate hovorí, že v strede našej galaxie Mliečna dráha leží neviditeľný supermasívny objekt, ktorého rozumné vysvetlenie poskytuje čierna diera. Fyzici majú podozrenie na existenciu čiernej diery v strede našej galaxie už viac ako 50 rokov.

Aby videli až do stredu Mliečnej dráhy, Genzel a Ghez pracovali na vývoji metód a používali niektoré z najväčších svetových ďalekohľadov.

Pozorovaním obežných dráh hviezd, ktoré sú najbližšie k stredu Mliečnej dráhy, si fyzici myslia, že čierna diera by sa s najväčšou pravdepodobnosťou mohla skrývať v Sagitarrius A*, zdroji rádiových vĺn, okolo ktorého obiehajú všetky hviezdy v Mliečnej dráhe. . Inými slovami, existencia čiernej diery v strede našej galaxie je to, o čom fyzici veria, že ťahá spleť hviezd a spôsobuje, že sa rútia okolo závratnou rýchlosťou.

Odkiaľ pochádza výskum čiernych dier?

Zatiaľ čo práca, ktorú vykonal Penrose, zistila, že čierne diery sú silným dôsledkom teórie relativity a že sa tvoria prirodzene vo veľmi hustých oblastiach, čím sa dokázalo, že ich tvorba je stabilným procesom, teória prestáva platiť v centre čierna diera nazývaná singularita – hranica, na ktorej sa rúcajú všetky známe prírodné zákony. To v podstate znamená, že rozsah, v akom sa teória všeobecnej relativity vzťahuje na štruktúru čiernych dier, si vyžaduje ďalšie skúmanie a otázky týkajúce sa vnútornej štruktúry čiernych dier stále zostávajú.

Zdieľajte So Svojimi Priateľmi: