Kultúra

Csillagászati kutatásokért hárman kapják a fizikai Nobel-díjat

A fekete lyukakkal kapcsolatos csillagászati kutatásokban elért úttörő eredményeiért három tudós, a brit Roger Penrose, a német Reinhard Genzel és az amerikai Andrea Ghez kapja az idei fizikai Nobel-díjat a Svéd Királyi Tudományos Akadémia keddi stockholmi bejelentése szerint.

Csillagászati kutatásokért hárman kapják a fizikai Nobel-díjat
A brit Roger Penrose, a német Reinhard Genzel és az amerikai Andrea Ghez kapja az idei fizikai Nobel-díjat
Fotó: Fredrik SANDBERG / TT NEWS AGE

Az illetékes bizottság indoklása szerint Penrose annak igazolásáért részesül az elismerésben, hogy az általános relativitáselmélet erőteljesen megjósolja a fekete lyukak kialakulását, Genzel és Ghez pedig annak felfedezéséért, hogy egy szupermasszív kompakt objektum van a Tejútrendszer középpontjában. Ez képződmény, amely a galaxis szívében meghatározza a csillagok pályáját, a jelenlegi elméletek szerint nem lehet más, mint egy nagytömegű fekete lyuk.

Penrose leleményes matematikai módszereket használt annak bizonyítására, hogy a fekete lyukak egyenesen következnek Albert Einstein általános relativitáselméletéből. Einstein maga nem hitt abban, hogy „ezek a mindent, még a fényt is elnyelő szupernehéz szörnyetegek”, a fekete lyukak valóban léteznek - írta közleményében az akadémia.

Tíz évvel Einstein halála után, 1965 januárjában azonban Roger Penrose bizonyította, hogy fekete lyukak valóban létrejöhetnek, és részletesen le is írta őket: középpontjukban szingularitás rejlik, ahol megszűnik a természet összes ismert törvénye. Az erről szóló úttörő tanulmányát a mai napig a legfontosabb hozzájárulásként tartják számon az általános relativitáselmélethez Albert Einstein munkássága óta.

Reinhard Genzel és Andrea Ghez kutatásai egyaránt a Tejútrendszer középpontjában lévő Sagittarius A* régióra összpontosultak. A Tejútrendszer szívéhez legközelebb lévő, legragyogóbb csillagok mozgását egyre nagyobb pontossággal sikerült feltérképezni, és az általuk vezetett csoportok egybehangzó méréseik alapján arra jutottak, hogy egy szupernehéz, láthatatlan objektum kuszálja össze a csillagokat, és ez okozza szédületes sebességű mozgásukat. A Nap tömegének hozzávetőleg négymilliószorosa koncentrálódik egy Naprendszernél nem nagyobb régióban - írta a szupermasszív objektumról a Nobel-bizottság.

A világ legnagyobb távcsöveit használva Genzel és Ghez olyan módszereket fejlesztett ki, amelyekkel átláttak a csillagközi gáz és por hatalmas felhőin, a Tejútrendszer szívébe. A technológia határait kiterjesztve új technikákat alkalmaztak a Föld légköre által okozott torzulások ellensúlyozására, egyedülálló eszközöket építettek - olvasható a méltatásban. Úttörő munkásságuk az eddigi legmeggyőzőbb bizonyítékot szolgáltatta arra, hogy egy szupermasszív fekete lyuk van a Tejútrendszer közepén.

„Az idei kitüntetettek új utakat nyitottak a kompakt és szupernehéz objektumok tanulmányozásában. De ezek az egzotikus képződmények még mindig nagyon sok kérdést vetnek fel, amelyek válaszokért kiáltanak és okot adnak a jövőbeni kutatásra. Nemcsak felépítésükről szóló kérdéseket, hanem arról szólókat is, hogy miként lehet vizsgálni a gravitáció elméletét a fekete lyukak közvetlen szomszédságában uralkodó szélsőséges körülmények között” - fogalmazott David Haviland, az illetékes bizottság vezetője.

A 89 éves Roger Penrose a University College London és a St John's College hallgatója volt, majd a Cambridge-i Egyetemen szerzett doktori fokozatot algebrai geometriából. Angol és amerikai egyetemeken is dolgozott. 1973-ban lett az Oxfordi Egyetem Rouse Ball matematikai tanszékének a professzora, jelenleg professzor emeritusa és a Wadham College emeritus tagja.

Tudományos eredményeinek elismeréseként kapott számtalan kitüntetései között van az Albert Einstein-érem és a fizikai Wolf-díj, utóbbit a Stephen Hawkinggal közösen folytatott kutatásaikkal érdemelték ki. 1994-ben II. Erzsébet lovaggá ütötte. Több tudományos ismeretterjesztő könyve megjelent magyarul is, köztük  Az idő ciklusai - Az univerzum radikálisan új szemlélete.

A 68 éves Reinhard Genzel a német Max Planck Földönkívüli Fizika Intézet igazgatója, a Kaliforniai Egyetem berkeley-i campusának professzora. A Bonni Egyetemen szerzett doktori fokozatot fizikából és csillagászatból. Az 1970-es évek végén, az 1980-as évek elején az amerikai Harvard Egyetem Smithsonian Asztrofizikai Központjának és a Kaliforniai Egyetemnek volt a kutatója. 1985-ben lett az utóbbi intézmény professzora.

Számos kitüntetése között van az Albert Einstein-érem, a Karl Schwarzschild-érem és a Herschel-érem. Az Európai Tudományos Akadémia, a német, a francia, a spanyol, a brit és az amerikai tudományos akadémia tagja.

Az 55 éves Andrea M. Ghez - a negyedik nő, akinek odaítélték a fizikai Nobel-díjat - a Massachusetts-i Műszaki Egyetem (MIT) hallgatója volt, doktori fokozatát a Kaliforniai Műszaki Egyetemen (Caltech) szerezte. Jelenleg a Kaliforniai Egyetem kutatója, az Oxfordi Egyetem tiszteletbeli doktora. Kitüntették egyebek között a Newton Lacy-díjjal és a Sackler-díjjal.

Az idei fizikai Nobel-díjasok 10 millió svéd koronán (342,2 millió forintos összegen) osztoznak, az összeg felét Penrose kapja, a másik felén Genzel és Ghez osztozik. A díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján tartják, a koronavírus-világjárvány miatt ezúttal azonban a megszokottnál szerényebb körülmények között.

 A fizikai Nobel-díjat 1901 óta 114. alkalommal ítélték oda, hat alkalommal (1916, 1931, 1934, 1940, 1941, 1942) nem adományozták a kitüntetést. A díjat 216 tudós kapta meg, de a díjazottak száma csak 215, mert az amerikai John Bardeen - eddig egyedüliként - kétszer (1956, 1972) is megkapta a kitüntetést. Az elismerésben 47 alkalommal részesült egy, 32 alkalommal kettő, 35 alkalommal három tudós.

A kitüntetettek között négy nő van: Andrea Ghez előtt a lengyel-francia Marie Curie 1903-ban, a német-amerikai Maria Goeppert-Mayer 1963-ban, a kanadai Donna Strickland pedig 2018-ban részesült az elismerésben. Marie Curie több szempontból is rekorder: ő volt az első nő, aki Nobel-díjat kapott (férjével, a francia Pierre Curie-vel megosztva), a kitüntetés történetében ők az első Nobel-díjas házaspár is. Marie Curie 1911-ben a kémiai Nobel-díjat is elnyerte, ezzel ő az egyetlen kétszeres Nobel-díjas nő, és az összes kitüntetettet tekintve is egyetlenként érdemelte ki két tudományágban az elismerést.

A fizikai Nobel-díjat legfiatalabban 1915-ben az akkor 25 éves brit Lawrence Bragg, legidősebben pedig 2018-ban a 96 éves amerikai Arthur Ashkin nyerte el.

„Családi” díjazásra a Curie-házaspáron kívül is van példa a fizikai Nobel-díj történetében: Lawrence Bragg édesapjával, Williammel közösen részesült a kitüntetésben 1915-ben, és ha nem is egyszerre, de a dán Niels Bohr (1922) és Aage N. Bohr (1975), a svéd Manne Siegbahn (1924) és Kai M. Siegbahn (1981), valamint a brit Joseph John Thomson (1906) és George Paget Thomson (1937) személyében szintén apa és fia vehette át a kitüntetést.

Magyar születésű tudósok közül eddig hárman kaptak fizikai Nobel-díjat. 1905-ben a Németországban dolgozó Lénárd Fülöp „a katódsugaras vizsgálatokra alapozott atommodelljéért (dinamida)”, 1963-ban az Egyesült Államokban élő Wigner Jenő „az atommagok és az elemi részek elméletének fejlesztéséért, kivált az alapvető szimmetriaelvek felfedezéséért és alkalmazásáért”, 1971-ben pedig a Nagy-Britanniában élő Gábor Dénes „a holográfiai módszer felfedezéséért és fejlesztéséhez való hozzájárulásáért”.

Az elmúlt évtized fizikai Nobel-díjasai:

  • 2010 - A Nagy-Britanniában dolgozó orosz Andre Geim és Konstantin (Kostya) Novoselov a kétdimenziós grafénra (egyetlen atom vastagságú grafitréteg, kétdimenziós szén atomrács) vonatkozó előremutató kísérleteikért.
  • 2011 - Az amerikai Saul Perlmutter, az ausztrál Brian P. Schmidt és az amerikai Adam G. Riess a világegyetem gyorsuló ütemű tágulásának távoli szupernóvák megfigyelésével történt felfedezéséért.
  • 2012 - A francia Serge Haroche és az amerikai David J. Wineland, akik „a kvantumfizikai kísérletezés új korszaka előtt nyitották meg az utat azzal, hogy demonstrálták az egyedi kvantumrészecskék - azok tönkretétele nélküli - közvetlen megfigyelhetőségét”, ami elvezethet a szupergyors, kvantumfizikán alapuló számítógép megépítéséhez.
  • 2013 - A belga Francois Englert és a brit Peter W. Higgs, akik megjósolták az isteni részecskeként emlegetett Higgs-bozon létezését. A két tudós alapozta meg elméletileg azt a mechanizmust, amely hozzájárult a szubatomi részecskék tömege eredetének megértéséhez, és amelyet a CERN hadronütköztetőjének kísérleteiben a megjósolt elemi részecske felfedezésével megerősítettek.
  • 2014 - A japán Akaszaki Iszamu és Amano Hirosi, valamint a japán-amerikai Nakamura Sudzsi (Shuji Nakamura) a kékfény-kibocsátó dióda (kék LED) feltalálásáért.
  • 2015 - A japán Kadzsita Takaaki és a kanadai Arthur B. McDonald a neutrínóoszcilláció felfedezéséért, ami megmutatta, hogy a neutrínónak van tömege.
  • 2016 - A brit David J. Thouless, valamint F. Duncan M. Haldane és J. Michael Kosterlitz az anyagkutatás terén elért elméleti eredményeikért.
  • 2017 - Az amerikai Rainer Weiss, valamint Barry C. Barish és Kip S. Thorne a LIGO (lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatórium) létrehozásában és a gravitációs hullámok kutatása terén elért eredményeikért.
  • 2018 - Az amerikai Arthur Ashkin, a francia Gérard Mourou és a kanadai Donna Strickland a lézerfizika területén elért úttörő eredményeikért.
  • 2019 - A kanadai-amerikai James Peebles, a svájci Michel Mayor és Didier Queloz a csillagászati kutatások terén elért úttörő eredményeikért.

Kapcsolódó írásaink