Fizyka dla każdego

Nagroda Nobla z fizyki została przyznana w 2020 roku za odkrycie czarnych dziur. Otrzymali ją:

- Roger Penrose - za pracę z 1965 roku, w której przewidział istnienie czarnych dziur jako konsekwencję ogólnej toerii względności)

- Reinhard Genzel i Andrea Ghez - za doświadczalne potwierdzenie, że masywna czarna dziura istnieje w centrum naszej Galaktyki

Tak pisze o tegorocznej nagrodzie dr Krzyszof Rochowicz, astronom, popularyzator i dydaktyk.

Komitet Noblowski stanął wg mnie na wysokości zadania, zgrabnie łącząc laureatów z dwóch różnych światów – teoretyka Sir Rogera Penrose’a, który przy wykorzystaniu ołówka, kartki papieru, własnej (i Stephena Hawkinga) wyobraźni i logicznego myślenia doszedł do wniosku, że w dość abstrakcyjnych jeszcze na owe czasy (lata 60-te XX w.) czarnych dziurach kryje się osobliwość – oraz przedstawicieli obserwatorów-badaczy: pracującego  w Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics w Garching (choć również w Uniwersytecie Kalifornijskim) Reinharda Genzela i „łowczynię” czarnych dziur, wykorzystującą teleskopy Kecka na Hawajach – Andreę Ghez.

Dla mnie ich wspólne badania to kolejny fantastyczny przykład, jak doskonale astronomia radzi sobie z poznawaniem tego, czego nie widać i jak wciąż aktualne i (bez)cenne są prawa ruchu we Wszechświecie ustalone już 400 lat temu przez Keplera. Gdy tylko miałem okazję, w ciągu ostatnich dwóch dekad na zajęciach z uczniami i popularnych wykładach zwracałem uwagę na klarowność i genialną prostotę odkrycia i badania ruchu gwiazd w centralnym obszarze Drogi Mlecznej.

Nawet uczeń szkoły podstawowej, stosując elementarną zależność (III prawo Keplera) w formie a³ / T²  i podstawiając możliwe do wyznaczenia niemal „na oko” dla jednej z gwiazd 850 j.a. i 15 lat, może określić masę NIEWIDOCZNEGO obiektu na prawie 3 miliony mas Słońca – zamkniętą w objętości kilkudziesięciu jednostek astronomicznych (a więc w przestrzeni nie większej niż zajmowana przez znane planety Układu Słonecznego). Tu już naprawdę nie ma wątpliwości – tak masywny obiekt, zajmujący tylko tyle przestrzeni, musi być czarną dziurą.

Więc ta nagroda im się po prostu należała.

(C) Krzysztof Rochowicz

Kiedy w 1997 roku po panelu na Orban Square, poszliśmy na mule, spytałem moich kolegów astronomów, ile czarnych dziur jest we Wszechświecie. "W centrum każdej galaktyki jest czarna dziura" - padła odpowiedź. - A ile z nich jest potwierdzonych doświadczalnie? Zapadła chwila milczenia. "A douzen" - Dwanaście? "Tak. Jedna w Łabędziu (Cygnus X) i jeszcze kilka". Taka była nasza (potwierdzona doświadczeniem) wiedza o czarnych dziurach lat temu dwadzieścia. Dużo się od tego czasu zmieniło.

Nagroda Nobla trzy lata temu została przyznana za doświadczalne odkrycie fal grawitacyjnych, a pierwszy przypadek pochodził właśnie ze zderzenia się (a raczej wzajemnego "połknięcia") dwóch czarnych dziur). Jak pisze dr Rochowicz (a ja potwierdzam) - astronomia jest fantastyczna. Pisał Kopernik: cóż piękniejszego niż niebo nad naszą głową!". A Immanuel Kant - filozof, kazał wyryć na swoim nagrobku: "Niebo gwiaździste nade mną i prawo moralne we mnie". Bez wątpienia - fizyka, astronomia (i filozofia) wzajemnie się uzupełniają.

I to raczej fizyka dostała ostatnio "zadyszki". W kolejce po Nagrodę stoją:

- Alan Aspect i pewno kilku teoretyków (włączając Polaków) za prace, które doprowadziły do kryptografii kwantowej

- doświadczalnicy i teoretycy (znów włąćzając Polaków) za wyjaśnienie nadprzewodnictwa wysoko-temperaturowego

- pewno kilku biofizyków, bo to fizyka potrafi określić strukturę wirusów,

Nadal brakuje pomysłu, z której strony "zabrać się" za ciemną materię i ciemną energię. Odpowiedź zapewne drzemie w nowej matematyce, jak pisałem na seminarium Prof. Stanisława Ingardena, w 2008 roku. Ale to już zupełnie inna historia.. 

 (C) Grzegorz Karwasz, ekspert naukowy UE

Czytaj:

- Terror czarnej dziury (w "Scienza e Fede") 

- Początek i koniec Wszechświata (w "Mały astronom")

Strona w budowie...