Selitetty: Mistä vuoden 2020 fysiikan Nobel-palkinto on myönnetty?

Ruotsin kuninkaallinen tiedeakatemia myönsi puolet vuoden 2020 fysiikan Nobel-palkinnosta Roger Penroselle ja puolet yhdessä Reinhard Genzelille ja Andrea Ghezille.

Vuoden 2020 fysiikan Nobelin voittajat esiteltiin näytöllä: Roger Penrose, Reinhard Genzel ja Andrea Ghez. (Uutistoimisto TT / Fredrik Sandberg Reutersin kautta)

Ruotsin kuninkaallinen tiedeakatemia päätti tiistaina myöntää puolet vuoden 2020 fysiikan Nobel-palkinnosta Roger Penroselle ja puolet yhdessä Reinhard Genzelille ja Andrea Ghezille mustien aukkojen, universumin arvoituksellisimpien kohteiden, ymmärtämisen edistämisestä. .

Aiemmin maanantaina kolme biologia jakoi lääketieteen Nobel-palkinto hepatiitti C -viruksen rokotteen löytämiseksi.

Mitä ovat mustat aukot?

Musta aukko syntyy, kun tähdet romahtavat, ja se voidaan määritellä universumin tilaksi, jonka pakonopeus on niin voimakas, että edes valo ei pääse pakoon sitä.

Pakonopeus on nopeus, jolla esineen on kuljettava ohittaakseen planeetan tai kohteen painovoiman. Esimerkiksi, jotta avaruusalus poistuisi maan pinnalta, sen on kuljettava noin 40 000 km/h nopeudella.

Koska valo ei pääse ulos, mustat aukot ovat näkymättömiä ja niitä voidaan seurata vain avaruusteleskoopin tai muiden erikoistyökalujen avulla. Ja syy, miksi valo ei pääse pakoon, on pääasiassa se, että mustan aukon sisällä oleva painovoima on erittäin voimakas, koska paljon ainetta puristuu pieneen tilaan.

Express selitettyon nyt päälläTelegram. Klikkaus tästä voit liittyä kanavallemme (@ieexplained) ja pysy ajan tasalla uusimmista

Mitä palkinnonsaajien työt kertovat mustista aukoista?

Penrose on saanut palkinnon löydöstä, jonka mukaan mustien aukkojen muodostuminen on yleisen suhteellisuusteorian vankka ennuste, kun taas Genzel ja Ghez ovat saaneet palkinnon supermassiivisen kompaktin esineen löytämisestä galaksimme keskellä.

Penrosen työ on osoittanut, että mustat aukot ovat suora seuraus Albert Einsteinin yleisestä suhteellisuusteoriasta. Einstein itse ei uskonut mustien aukkojen olemassaoloon ja esitteli teoriansa marraskuussa 1915 tarjoten uuden tavan tarkastella ja ymmärtää painovoimaa, joka muokkaa maailmankaikkeutta suurimmassa mittakaavassa. Painovoima myös muokkaa tilaa ja vaikuttaa ajan kulumiseen. Juuri tämä painovoima, joka on niin suuri mustan aukon sisällä, voi taivuttaa tilaa ja hidastaa aikaa.

Penrose käytti Einsteinin yleistä suhteellisuusteoriaa osoittaakseen, että mustien aukkojen muodostumisprosessi on vakaa. Hän todisti mustien aukkojen olemassaolon ja kuvasi niitä yksityiskohtaisesti vuonna 1965, kymmenen vuotta Einsteinin kuoleman jälkeen.

Genzel ja Ghez puolestaan ​​ovat havainneet, että näkymätön ja erittäin painava esine hallitsee tähtien kiertorataa Linnunradan keskustassa. Tämän erittäin raskaan esineen massa vastaa 4 miljoonaa auringon massaa ja se on pakattu noin aurinkokuntamme kokoiselle alueelle.

Pohjimmiltaan heidän työnsä kertoo meille, että galaksimme keskellä Linnunrata sijaitsee näkymätön supermassiivinen esine, jolle musta aukko tarjoaa järkevän selityksen. Fyysikot ovat epäillyt mustan aukon olemassaoloa galaksimme keskellä jo yli 50 vuoden ajan.

Nähdäkseen läpi Linnunradan keskelle Genzel ja Ghez kehittivät menetelmiä ja käyttivät joitain maailman suurimmista kaukoputkista.

Tarkkailemalla Linnunradan keskustaa lähimpänä olevien tähtien kiertoradat fyysikot uskovat, että musta aukko voi todennäköisesti piileskellä Jousimies A*:ssa, radioaaltojen lähteessä, jonka ympärillä kaikki Linnunradan tähdet kiertävät. . Toisin sanoen, mustan aukon olemassaolo galaksimme keskellä on se, mitä fyysikot uskovat vetäneen tähtien sekamelskaa, jolloin ne ryntäävät ympäriinsä huimaa vauhtia.

Mihin mustien aukkojen tutkimus lähtee?

Vaikka Penrosen tekemä työ on osoittanut, että mustat aukot ovat vankka seuraus suhteellisuusteoriasta ja että ne muodostuvat luonnostaan ​​erittäin tiheillä alueilla, mikä osoittaa, että niiden muodostuminen on vakaa prosessi, teoria lakkaa olemasta voimassa suhteellisuusteorian keskellä. musta aukko, jota kutsutaan singulaariseksi - raja, jossa kaikki tunnetut luonnonlait hajoavat. Tämä tarkoittaa olennaisesti sitä, että yleisen suhteellisuusteorian soveltuvuus mustien aukkojen rakenteeseen vaatii lisäselvityksiä ja kysymyksiä mustien aukkojen sisäisestä rakenteesta on edelleen olemassa.

Jaa Ystäviesi Kanssa: