Newsy

Nobel przyznany za badania nad czarnymi dziurami. Przełomowe odkrycia pozwolą poznać przeszłość Wszechświata

2020-10-07  |  06:00
Mówi:dr hab. Andrzej Dragan
Firma:Instytut Fizyki Teoretycznej, Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego
  • MP4
  • W 2020 roku Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki trafiła do trójki badaczy zaangażowanych w badania związane z wyjaśnieniem fenomenu czarnych dziur. Komitet docenił duet naukowców odpowiedzialnych za obserwacyjne potwierdzenie istnienia supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki Drogi Mlecznej oraz fizyka, który opracował matematyczny wzór procesu powstawania czarnej dziury z zapadających się gwiazd.

    – Połowę Nagrody Nobla dostał fizyk teoretyk i matematyk Roger Penrose za badania nad czarnymi dziurami. Drugą połowę otrzymali dwaj astronomowie, którzy obserwując ruchy gwiazd w pobliżu centrum galaktyki, zrekonstruowali źródło pola grawitacyjnego odpowiedzialne za ten ruch. Tym źródłem jest bardzo ciężki i bardzo mały obiekt, czyli coś, co dobrze pasuje do opisu czarnej dziury – mówi agencji informacyjnej Newseria Innowacje dr hab. Andrzej Dragan z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

    Teorie o istnieniu obiektów kosmicznych tak masywnych, że są w stanie pochłaniać nawet światło słoneczne, rozważano już pod koniec XVIII wieku. Jednak dopiero sformułowanie ogólnej teorii względności przez Alberta Einsteina dopuściło istnienie obiektów tego typu. W 1965 roku Roger Penrose przekuł teorię w dowód matematyczny i zaprezentował wzór, który potwierdzał proces powstawania czarnych dziur, za co został właśnie wyróżniony Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki.

    Wkład Reinharda Genzela oraz Andrei Ghezy w badania nad zjawiskiem czarnych dziur polegał zaś na udowodnieniu, że za powłoką pyłową w gęstym centrum naszej galaktyki znajduje się grupa gwiazd okrążająca z dużą prędkością masywny obiekt ulokowany w samym jej centrum. W toku badań udało się ustalić, że jest nim supermasywna czarna dziura Sagittarius A*. To odkrycie pozwoliło z kolei ustalić, że wszystkie galaktyki o dużej masie orbitują wokół supermasywnej czarnej dziury.

    – Czarna dziura w centrum naszej galaktyki ma masę mniej więcej 5 mln mas Słońca i jest obiektem punktowym, czyli czymś, co jest nieskończenie małe. Wokół tej czarnej dziury rozciąga się horyzont zdarzeń. Przekroczenie tej powierzchni to bilet w jedną stronę, nie można wrócić zza horyzontu. Na nim zatrzymuje się czas i dzieją się różne dziwne rzeczy. Są to bardzo abstrakcyjne obiekty i właśnie dzięki badaniom Penrose’a i obserwacjom dwóch pozostałych laureatów wiemy, że takie rzeczy rzeczywiście istnieją i są całkiem namacalne i obecne w naszej galaktyce – wyjaśnia ekspert.

    Na przestrzeni ostatnich kilku lat dokonano wielu ważnych odkryć związanych z czarnymi dziurami. Jedno z najgłośniejszych było związane z premierą filmu „Intelstellar”. Na potrzeby tej produkcji reżyser Christopher Nolan zatrudnił w roli eksperta fizyka Kipa Thorne’a, który miał za zadanie wypracować matematyczny model zachowania cząsteczek krążących wokół czarnej dziury. Obliczenia posłużyły do stworzenia wiernej, wielkoskalowej rekonstrukcji czarnej dziury z podwójnym dyskiem akrecyjnym.

    Z kolei w 2019 roku po raz pierwszy udało się sfotografować obraz wokół czarnej dziury za pośrednictwem Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (Event Horizon Telescope). EHT składa się z ośmiu naziemnych radioteleskopów zaprojektowanych specjalnie z myślą o badaniu czarnych dziur. Obserwacje przeprowadzone w galaktyce Messier 87 pozwoliły zaprezentować pierwsze dowody wizualne na istnienie supermasywnych czarnych dziur w centrach galaktyk.

    – Często badania naukowe prowadzą do nieoczekiwanych zastosowań, które trudno przewidzieć. Dzięki znajomości fizyki czarnych dziur możemy używać ich do badania bardzo odległych obszarów kosmosu, które są niedostępne w jakikolwiek inny sposób. Zazwyczaj bada się światło dochodzące do nas z gwiazd, ale często jest ono zaburzone przez materię, która znajduje się po drodze. Natomiast czarne dziury zderzając się, emitują fale grawitacyjne, które możemy obserwować. I te fale grawitacyjne mogą nam posłużyć do stworzenia mapy radarowej, która pozwoli powiedzieć, gdzie co jest, jaka jest struktura Wszechświata czy jaki jest rozkład materii – wskazuje dr Andrzej Dragan.

    Czytaj także

    Kalendarium

    Więcej ważnych informacji

    Jedynka Newserii

    Polityka

    PE przedstawił swoje priorytety budżetowe po 2027 roku. Wydatki na obronność kluczowe, ale nie kosztem polityki spójności

    Parlament Europejski przegłosował w tym tygodniu rezolucję w sprawie priorytetów budżetu UE na lata 2028–2034. Europosłowie są zgodni co do tego, że obecny pułap wydatków w wysokości 1 proc. dochodu narodowego brutto UE-27 nie wystarczy do sprostania rosnącej liczbie wyzwań, przed którymi stoi Europa. Mowa między innymi o wojnie w Ukrainie, trudnych warunkach gospodarczych i społecznych oraz pogłębiającym się kryzysie klimatycznym. Eurodeputowani zwracają też uwagę na ogólnoświatową niestabilność, w tym wycofywanie się Stanów Zjednoczonych ze swojej globalnej roli.

    Ochrona środowiska

    Wokół utylizacji odpadów medycznych narosło wiele mitów. Nowoczesne instalacje pozwalają wykorzystać ten proces do produkcji ciepła i energii

    Według różnych szacunków w Polsce powstaje od 60 do nawet 200 tys. t odpadów medycznych. Wymagają one specjalnego trybu postępowania, innego niż dla odpadów komunalnych – jedyną dopuszczalną i obowiązującą w świetle polskiego prawa metodą jest ich spalanie. Obecnie zakłady przetwarzania odpadów to nowoczesne instalacje połączone z odzyskiem energii. Termiczne przekształcenie odpadów może też być elementem gospodarki o obiegu zamkniętym.

    Problemy społeczne

    Poziom wyszczepienia Ukraińców jest o 20 pp. niższy niż Polaków. Ukraińskie mamy w Polsce wskazują na szereg barier

    Różnice w kalendarzu szczepień, bariery językowe, nieznajomość polskiego systemu szczepień oraz obawy przed skutkami ubocznymi szczepionek – to jedne z najczęstszych problemów, które prowadzą do tego, że poziom wyszczepienia Ukraińców w Polsce jest niższy niż Polaków. To może mieć wpływ na bezpieczeństwo zdrowotne w całym kraju. Fundacja Instytutu Matki i Dziecka podejmuje inicjatywę mającą budować postawy proszczepienne wśród imigrantów.

    Szkolenia

    Akademia Newserii

    Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.