הסבר: על מה הוענק פרס נובל לפיזיקה לשנת 2020?
האקדמיה המלכותית השוודית למדעים העניקה מחצית אחת מפרס נובל לפיזיקה לשנת 2020 לרוג'ר פנרוז ואת החצי השני במשותף לרינהרד גנזל ואנדריאה גהז.
הזוכים בפרס נובל לפיזיקה לשנת 2020 שהוצגו על המסך: רוג'ר פנרוז, ריינהרד גנזל ואנדריאה גהז. (סוכנות הידיעות TT/פרדריק סנדברג באמצעות רויטרס) ביום שלישי החליטה האקדמיה המלכותית השוודית למדעים להעניק מחצית אחת מפרס נובל לפיזיקה לשנת 2020 לרוג'ר פנרוז ואת החצי השני במשותף לרינהרד גנזל ואנדריאה גהז על קידום ההבנה של חורים שחורים, העצמים החידתיים ביותר ביקום. .
מוקדם יותר ביום שני, שלושה ביולוגים שיתפו פרס נובל לרפואה לגילוי החיסון לנגיף הפטיטיס C.
מהם חורים שחורים?
חור שחור נוצר כאשר כוכבים קורסים וניתן להגדיר אותו כחלל ביקום עם מהירות מילוט כל כך חזקה שאפילו אור לא יכול להימלט ממנו.
מהירות בריחה היא המהירות שבה עצם חייב לנוע כדי לעקוף כוכב לכת או כוח הכבידה של עצם. לדוגמה, כדי שחללית תעזוב את פני כדור הארץ, היא צריכה לנוע במהירות של כ-40,000 ק'מ לשעה.
מכיוון שאור אינו יכול לצאת החוצה, חורים שחורים אינם נראים וניתן לעקוב אחריהם רק בעזרת טלסקופ חלל או כלים מיוחדים אחרים. והסיבה שהאור לא יכול לברוח היא בעיקר שכוח המשיכה בתוך חור שחור חזק מאוד כתוצאה מהרבה חומר שנדחס לחלל קטן.
הסבר אקספרסמופעל כעתמִברָק. נְקִישָׁה כאן כדי להצטרף לערוץ שלנו (@ieexplained) והישאר מעודכן בחדשות האחרונות
מה מספרות לנו עבודתם של זוכי הפרס על חורים שחורים?
פנרוז זכתה בפרס על הגילוי שיצירת חורים שחורים היא חיזוי חזק של תורת היחסות הכללית, בעוד שגנזל וגז זכו בפרס על גילוי עצם קומפקטי סופר-מסיבי במרכז הגלקסיה שלנו.
עבודתו של פנרוז הראתה שחורים שחורים הם תוצאה ישירה של תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין. איינשטיין עצמו לא האמין שקיימים חורים שחורים והציג את התיאוריה שלו בנובמבר 1915, וסיפק דרך חדשה להתבונן ולהבין את כוח הכבידה שמעצב את היקום בקנה מידה הגדול ביותר. כוח הכבידה גם מעצב את החלל ומשפיע על חלוף הזמן. כוח המשיכה הזה הוא כל כך גדול בתוך חור שחור שמסוגל לכופף את החלל ולהאט את הזמן.
פנרוז השתמש בתורת היחסות הכללית של איינשטיין על מנת להוכיח שתהליך היווצרות חורים שחורים הוא תהליך יציב. הוא הוכיח שקיימים חורים שחורים ותיאר אותם בפירוט עוד ב-1965, עשר שנים לאחר מותו של איינשטיין.
גנזל וגז, לעומת זאת, גילו שעצם בלתי נראה וכבד במיוחד שולט במסלול הכוכבים במרכז שביל החלב. לעצם הכבד ביותר הזה יש מסה שווה ערך ל-4 מיליון מסות שמש והוא ארוז בשטח בערך בגודל של מערכת השמש שלנו.
בעיקרו של דבר, עבודתם מספרת לנו שבמרכז הגלקסיה שלנו שביל החלב שוכן עצם סופר-מסיבי בלתי נראה, שחור שחור מספק לו הסבר הגיוני. פיזיקאים חושדים בקיומו של חור שחור במרכז הגלקסיה שלנו כבר למעלה מ-50 שנה.
על מנת לראות עד אמצע שביל החלב, גנזל וגז עבדו על פיתוח שיטות והשתמשו בכמה מהטלסקופים הגדולים בעולם.
על ידי התבוננות במסלולי הכוכבים הקרובים ביותר למרכז שביל החלב, הפיזיקאים חושבים שסביר להניח שהחור השחור מסתתר בקשת A*, מקור גלי רדיו שסביבם מסתובבים כל הכוכבים בשביל החלב . במילים אחרות, קיומו של חור שחור במרכז הגלקסיה שלנו הוא מה שהפיזיקאים מאמינים שמושך ערבוביה של כוכבים, וגורם להם להסתובב במהירות מסחררת.
לאן ממשיך המחקר על חורים שחורים מכאן?
בעוד שעבודה שנעשתה על ידי פנרוז קבעה שחורים שחורים הם תוצאה חזקה של תורת היחסות ושהם נוצרים באופן טבעי באזורים צפופים מדי, ובכך מוכיחה שהיווצרותם היא תהליך יציב, התיאוריה מפסיקה לחול במרכז חור שחור שנקרא הסינגולריות - גבול שבו מתפרקים כל חוקי הטבע הידועים. זה בעצם אומר שהמידה שבה תורת היחסות הכללית חלה על מבנה החורים השחורים דורשת בדיקה נוספת ועדיין נותרו שאלות לגבי המבנה הפנימי של חורים שחורים.
שתף עם החברים שלך:
