Web zprávy

Nobelovu cenu za fyziku získali odborníci na černé díry

Černé díry dnes zná každý a jen málokdo pochybuje, že existují. Ale ještě před několika desetiletí se v ně dalo jen a pouze věřit. Někteří vědci sice  již na konci 19. století uvažovali, že by mohly existovat objekty tak masivní, že z nich neunikne ani světlo, byly však domněnky bez jasných důkazů. 

Nejde jen o to, že nebyly nikde k vidění v našem vesmírném okolí. Fyzici si nebyli vůbec jistí, proč a jak by podobné objekty mohly vzniknout. Einsteinova obecná teorie relativity se zdála dovolovat vznik takových míst, kde se do sebe „zhroutí“ prostor i čas (od horizontu událostí čas plyne směrem do středu černé díry, uprostřed pak „stojí“). Ovšem řada odborníků si myslela, že jde prostě o chybu, či důsledek špatného řešení rovnic. Svého času to předpokládal i Albert Einstein.

Ovšem jeho teorie je proto tak úspěšná, že ani její tvůrce si nedokázal přesně uvědomit všechny její důsledky a zvládnout matematiku nutné k řešení otázka z obecné teorie relativity vyplývajících. Celou řadu problémů vyřešila až generace vědců, kteří se narodili po zveřejnění tzv. „OTR“ (obecná teorie relativity) v roce 1915.

Jedním z nich je v roce 1931 narozený Angličan Robert Penrose, který je profesně svázán z univerzitou v Cambridge a patří mezi nejslavnější teoretické fyziky vůbec. Pocházel z vědecky založené rodiny (otec byl také fyzik a matematik) a během svého studia se věnoval především čisté matematice, aby postupně obrátil svou pozornost ke kosmologii – a v právě v tomto oboru pak doslova změnil náš pohled na svět kolem nás.

Roger Penrose v roce 2000 přebírá Řád Za zásluhy od britské královny

Roger Penrose v roce 2000 přebírá Řád Za zásluhy od britské královny

V polovině 60. let „revolučně změnil matematické nástroje, které používá k popisu časoprostoru“, napsal známý americký fyzik Kip Thorne. Penrose totiž přišel s novým přístupem k problému – soustředil se na „tvar“ (topologii) časoprostoru.

Nobelova komise ocenila konkrétně jeho zcela zásadní práci z roku 1965, ve které právě tento přístup použil k tomu, aby svým kolegům dokázal, že černé dírky jsou nevyhnutelným důsledkem platnosti obecné teorie relativity. Einstein se práce nazvané „Gravitational collapse and spacetime singularities“ nedočkal, zemřel v roce 1955.

Jak je zahlédnout

O existenci černých děr se tedy přestalo pochybovat. Ale můžeme je zahlédnout? Jejich gravitace je natolik silná, že jim neunikne světlo ani jiné elektromagnetické záření, a tak představují temná místa ve vesmíru. (Nechejme teď stranou fakt, že černé díry se podle teoretických předpovědí „odpařují“ díky tzv. Hawkingovu záření, protože zatím nevíme, zda existuje a jak ho pozorovat.) 

Astronomové tedy dospěli k závěru, že černé lze vždy pozorovat pouze nepřímo. Například pomocí pohybu hvězd či jiné hmoty uvězněné na oběžných drahách kolem těchto extrémně hmotných objektů. Přesně to dokázali Reinhard Genzel a Andrea Ghezová, kteří se dělí s Penrosem o druhou poloviny Nobelovy ceny za fyziku pro rok 2020.

Vyhlašování Nobelových cen za fyziku pro rok 2020. Laueráti jsou přítomni pouze...

Vyhlašování Nobelových cen za fyziku pro rok 2020. Laueráti jsou přítomni pouze na plátně a zleva jsou to Roger Penrose, Reinhard Genzel a Andrea Ghezová.

Jejich práce je podstatně mladšího data než Penrosovy výpočty, spadá především do 90. let minulého století. Patřili k vedoucím osobnostem dvou různých vědeckých týmů, které se snažily nahlédnout do centra Mléčné dráhy, oblasti známé jako Sagittarius A*.  Nakonec se tam podařilo objevit stopy velmi masivního a kompaktního objektu, pro který nemáme jiné vysvětlení, než že jde o černou díru. 

Díky rychlosti oběhu hvězdy S2 kolem černé díry Sagittarius A* v jádru naší galaxie dnes odhadujeme, že tato nám nejbližší supermasivní černá díra má hmotnost kolem čtyř milionů Sluncí. Průměr horizontu událostí, tedy místa, ze kterého se nevrátí ani světlo, je cca 24 milionů kilometrů, tedy 17krát větší než průměr Slunce.

Černá díra v jádru galaxie M87

Historický snímek „stínu“ černé díry v jádru galaxie M87. Jde o první snímek bezprostředního okolí černé díry, která samozřejmě stále neviditelná – je v „prázdném prostoru“ uprostřed.

Do Stockholmu nepojedou

Ocenění, které bude letos dotované deseti miliony švédských korun (25,9 miliony Kč), což je o milion švédských korun více než dosud, bude tento týden uděleno ještě za chemii (ve středu 7. října), poté za literaturu, za mír a příští týden v pondělí 11. října také za ekonomii.

Slavnostní předání ocenění plánované na 10. prosince, tedy výročí úmrtí zakladatele ceny a vynálezce dynamitu Alfreda Nobela, který zemřel v roce 1896, letos kvůli koronaviru rovněž změní podobu. Namísto ze stockholmské koncertní síně bude vysíláno v televizi ze stockholmské radnice. Také laureáti by se měli připojit virtuálně. Udělování Nobelových cen za mír v Oslu bude také menší.

V roce 2019 Nobelovu cenu za fyziku získali kanadsko-americký fyzik James Peebles a dvojice švýcarských vědců Michel Mayor a Didier Queloz. Peebles se věnuje kosmologii, tedy vědě o vývoji vesmíru, oba švýcarští vědci byli oceněni za objev planety u jiné hvězdy podobné našemu Slunci.

Také přečtěte

Smartphonový paparazzi vyfotil prototyp ohebného xiaomi

Prototyp ohebného xiaomi | foto: Weibo Fotografie doputovaly z čínské sociální sítě Weibo. Na nich můžeme …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *