A fekete lyukak és a Tejútrendszer sötét titkainak felfedezéséért jár az idei fizikai Nobel-díj

Az asztrofizikusok és a csillagászok az elmúlt években nem panaszkodhatnak. 2017-ben a gravitációs hullámok létének bizonyításáért adtak fizikai Nobel-díjat, tavaly a világegyetem ősrobbanás utáni fejlődésének megértéséért, valamint a más csillagok körül keringő bolygók (exobolygók) felfedezéséért járt ez az elismerés. Idén a fekete lyukakkal kapcsolatos alapvető felfedezéseket díjazták.

– Az elmúlt évtizedben a világegyetem titkainak kutatói meglepően sok, alapvető ismerettel gazdagították a természettel kapcsolatos tudásunkat. Ezt a munkát ismeri el ez a sok díj – reagált a bejelentésre Kiss László, a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont főigazgatója.

A matematikusként és elméleti fizikusként évtizedek óta tisztelt Roger Penrose-nak azért járt az elismerés, mert matematikai módszerekkel igazolta, hogy az általános relativitáselmélet egyik közvetlen következménye a fekete lyukak képződése. Az alapelméletet Albert Einstein 1915-ben dolgozta ki, ám ő maga sem hitt benne, hogy léteznek olyan objektumok, amelyekből nemcsak nem jön ki anyag, de még a fény sem képes elszökni belőlük.

1965 februárjában, tíz évvel a híres fizikus halála után Penrose azonban bebizonyította, hogy fekete lyukak igenis létrejöhetnek. Ezen objektumok belsejében pedig a fizika minden ismert törvénye megszűnik. Az idén 89 éves Penrose-nak az 1960-as években született cikkei máig alapműveknek számítanak a területen, amelyek hozzájárultak az általános relativitáselmélet következményeinek jobb megértéséhez.

1969-ben Stephen Hawkinggal közösen azt is igazolta, hogy a fekete lyuk belsejében lévő összes anyag egyetlen ponttá húzódik össze. Ebben a pontban az anyag zérus térfogatú és végtelen sűrűségű. (Penrose és Hawking az általános relativitáselmélet terén végzett briliáns kutatásaikért 1988-ban fizikai Wolf-díjat kaptak. Ha Hawking élne, a fizikusok szerint ő is Nobel-díjat kapott volna.) A császár új elméje (számítógépek, gondolkodás és a fizika törvényei) című híres Penrose-könyv az Akadémiai Kiadó gondozásában 1993-ban magyarul is megjelent. A kutató, akit 1994-ben lovaggá ütöttek, korábban Budapesten is tartott előadást.

A két másik kutatót, a 68 éves német Reinhard Genzelt és az amerikai Andrea Ghezt azért díjazták, mert egy szupermasszív fekete lyukat azonosítottak a mi galaxisunk közepén. (Az 1965-ben született Andrea Ghez mindössze a negyedik kutatónő, aki fizikai Nobel-díjat kapott.) A két tudós az 1990-es évek óta vezet egy-egy csillagászcsoportot, amelyek a Tejútrendszer magjában lévő, Sagittarius A* jelzésű objektumot vizsgálja. A rádiótartományban a behulló gázanyag sugárzása miatt látszó égitest közvetlen környezetében figyelték meg csillagok keringését.

Az 1990-es évek elején kezdődött mérésekből kimérték több „normális” csillag pályáját (keringési idejét és a pálya méretét), amiből kiszámítható a láthatatlan vonzó centrum tömege. A központi égitest tömegére született becslés négymillió naptömeg, maximum öt-tíz százalékos bizonytalansággal. Kiss László szerint e különleges objektum létezésében ma már senki sem kételkedik.

A két friss Nobel-díjas kutató óriásteleszkópok mérési eredményeit használva nemcsak a fekete lyuk létezését igazolta, hanem az általános relativitáselmélet újabb megerősítését is adta. Az akadémikus szerint ez az elismerés is megérdemelt helyre került.

(Kép: Fredrik Sandberg/AFP)