Nagroda Nobla w Fizyce 2020 (Roger Penrose, Reinhard Genzel, Andrea Ghez)
A group of friends discussing over dinner the classical and quantum black holes [Warszawa, 14ty września, 2019] od lewej: Jerzy Lewandowski, Roger Penrose, Yongge Ma, Ted Newman, Carlo Rovelli, Francesca Vidotto
Z OSTATNIEJ CHWILI: Sir Roger Penrose, członek honorowy Polskiego Towarzystwa Relatiwistycznego został jednym z laureatów tegorocznej Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. Jego wybitnym osiągnięciem jest teoria czarnych dziur. Pojęcia czarnej dziury można dopatrzeć się już w pracach Laplace’a, zostało ono rozwinięte dzięki teorii Einsteina oraz rozwiązaniom Schwarzschilda i Kerra (do których przyczynili się również Robinson i Trautman). Jednak to Sir Roger sformułował i udowodnił twierdzenie o osobliwości czasoprzestrzeni oraz sformułował hipotezę o cenzurze kosmicznej, z których wynika, że czarna dziura jest końcowym etapem dla dużej klasy procesów zapadania grawitacyjnego, w istocie nieuniknionym, jeśli w czasoprzestrzeni uformowała się powierzchnia złapana. Penrose odkrył również na drodze czysto teoretycznej proces wydobywania energii z czarnej dziury kosztem jej pędu. Dzisiejsze obserwacje potwierdzają rolę, jaką proces Penrose’a odgrywa w astrofizyce czarnych dziur. Członkowie PoToR nadal prowadzą badania nad różnymi nowymi zagadnieniami teorii czarnych dziur.
Sir Roger wniósł także wybitny wkład do innych dziedzin teorii grawitacji i innych dziedzin nauki. Jego prace o asymptotycznych własnościach czasoprzestrzeni stanowią podstawę dla teorii promieniowania grawitacyjnego. Teoria twistorów Penrose’a doprowadziła do rozwinięcia nowych działów geometrii różniczkowej i topologii algebraicznej. Układanka Penrose’a odnalazła swoją realizację w naturze w postaci kwazikryształów, czyli szczególnej formy ciała stałego, w której atomy układają się w pozornie regularną, jednak nie w powtarzającą się strukturę. Trójkąt niemożliwy Penrose’a był inspiracją dla obrazów Eschera.
Ostatni raz gościliśmy Sir Rogera Penrose’a w Polsce jako gościa konferencji z okazji 60ch urodzin Jerzego Lewandowskiego w dniach 16-20 września 2019 roku. Sir Roger wygłosił wtedy referat na temat teorii twistorów:
https://www.youtube.com/embed/hr_5QzbUqBw
Roger: Gratulacje!
Od lewej: Tomasz Trzesniewski, Daniel Nemeth, Michal Artymowski, Roger Penrose, Jan Ostrowski, Jerzy Lewandowski
Druga cześć Nagrody Nobla w Fizyce 2020 przypadła prof. Andrei Ghez (University of California, Los Angeles) i prof. Reinhardowi Genzel (Max Plank Instiute for Extraterrestrial Physics, Garching) za „odkrycie supermasywnego obiektu kompaktowego w centrum naszej galaktyki”. Oboje są liderami dwóch zespołów badawczych, które od prawie trzech dekad monitorują ruchy gwiazd krążących wokół centrum Galaktyki. Grupa Genzel korzystała z teleskopów w Chile obsługiwanych przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), podczas gdy Ghez i jej współpracownicy korzystali z Obserwatorium Kecka na Hawajach. Ich prace były niezbędne, aby udowodnić, że supermasywna czarna dziura znajduje się w centrum naszej Galaktyki, zgodnie z przewidywaniami teorii grawitacji. Odkrycie przez Penrose’a twierdzenia o osobliwości wykazało, że czarne dziury są bezpośrednią konsekwencją Ogólnej Teorii Względności, formując się naturalnie w bardzo gęstych obszarach. Kilka centralnych parseków Drogi Mlecznej kryje bogatą gromadę gwiazd i gorącego gazu. Zostały one wykorzystane do śledzenia potencjału grawitacyjnego centrum Galaktyki wyznaczonego przez kompaktowe źródło radiowe Sagittarius A * (Sgr A *), w odległości 25 000 lat świetlnych od nas. Jeśli koncentracja masy w samym centrum Galaktyki składa się z pojedynczej supermasywnej czarnej dziury, to prędkości gwiazd w tym miejscu powinny rosnąć dla coraz mniejszych promieni, jak w przypadku planet wokół Słońca. Takie orbity keplerowskie nie mogłyby powstać, jeśli masa miałaby wynikać z przestrzennie rozmieszczonej gromady obiektów. Dzięki pracom grup Ghez i Genzela, orbity najjaśniejszych gwiazd najbliżej środka Drogi Mlecznej zostały odwzorowane z coraz większą precyzją. Ich pionierska praca dostarczyła nam najbardziej przekonujących dowodów na istnienie supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej.
Prof. Andrea Ghez została czwartą kobietą, która zdobyła Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, po Marii Curie-Skłodowskiej (1903), Mari Goeppert-Mayer (1963) oraz Donnie Strickland (2018).
