جائزة نوبل للفيزياء 2020 تُمنح لمكتشفي أسرار الثقوب السوداء
ككل سنة تعلن الاكاديمية الملكية السويدية للعلوم في العاصمة ستوكهولم عن اسماء الفائزين بجائزة نوبل رقم 114. وكانت جائزة نوبل للفيزياء هذا العام من نصيب ثلاثة علماء عن اكتشاف يتعلق بالظاهرة الفيزيائية الاكثر غموضا في الكون والاكثر غرابة، وهي "الثقوب السوداء" Black holes، جدير بالدكر ان الثقوب السوداء هي مناطق موجودة بالكون وتتميز بجاذبيتنا العالية حيث لا يمكن لأي جسيم الافلات منها وحتى بالنسبة للضوء الذي يعتبر أسرع شيء ف الكون.
فوز ثلاثة علماء فيزياء بجائزة نوبل للفيزياء 2020 في مجال الثقوب السوداء
عاد نصف جائزة نوبل للفيزياء هذه السنة 2020 للعالم البريطاني روجر بنروز وهو عالم فيزياء رياضية يبلغ من العمر 89 عاما، وذلك تتويجا عن ابحاثه النظرية التي اثبت ان تشكل الثقوب السوداء هو إثبات صريح لنظرية النسبية العامة التي وضعها العالم الفيزيائي ألبرت أينشتاين. في حين عاد النصف الثاني من الجائزة الذي يبلغ 10 ملايين كرونة سويدية (اي حوالي 1.1 مليون دولار أمريكي) إلى كل من العالمة الفلكية الامريكية أندريا جيز، التي تبلغ 55 عاما، والعالم الفلكي الألماني راينهارد جينتزل، الذي يبلغ من العمر 68 عاما، وذلك لاكتشافهما أشهر الثقوب السوداء، وهو عبارة عن جرم ضخم يتميز بكثافة فائقة، ويتوجد في مركز مجرتنا درب التبانة.
تعليق عمالقة الفيزياء
صرحت عالمة الفيزياء مونيكا كولبي تعليقا على فوز العلماء الثلاث، ان الباحثين استحقوا الفوز بجدارة حيث قالت ان "معطيات الرصد التي وفرها بحث كل من جنتزل وجيز مهمة جدا، حيث تمكن من القدرة على تتبع حركات النجرم حول الجرم المكتشف، كما ان هذه البيانات اثبت ان جرم "ساجيتاريوس ايه ستار" هو بالفعل ثقب أسود ضخم".
من جهة أخرى علق عالم الفيزياء الفلكية هينو فالكه مؤايدا ان هذه الاكتشافات الجديدة هي بمثابة اسهامات متقدمة فيما يخص إثبات وجود الثقوب السوداء.
كما عالقت عالمة الفيزياء الفلكية كارول موندل قائلة" إن بنروز يعتبر من عمالقة الفيزياء النظرية، ساهمت ابحاثة في إلهام العديد من العلماء".
تعد جائزة نوبل للفيزياء أقل جوائز نوبل فوزا من طرف العنصر النسوي، حيث ان جيز هي رابع امرأة تحصد جائزة نوبل للفيزياء بعد عالمة الفيزياء دونا ستريكلاند التي حصلت على الجائزة سنة 1918 عن اكتشافها في مجال الليزر.
نظرية النسبية العامة والفيزياء الرياضية
نشر بنروز ورقة بحثية سنة 1965 شرح فيها مبدأ تكون الثقوب السوداء حسب نظرية النسبية العامة، وذلك بوجود الظروف الازمة لذلك وهي وجود سطح يحبس الضوء. داخل هذا الأخير تمر الكتلة بفعل تاثير الجادبية بحالة انهيار، تسمى "الانهيار التثاقلي"، ينتج عنها منطقة من الطاقة ذات كثافة فائقة لا متناهية، تسمى منطقة "التفرد".
من جهة أخرى ساهم بنروز ببحوث كثيرة في كل من الرياضيات وخاصة الهندسة والفيزياء، فقد طور نمودج هندسي يسمى ب "تبليط بنروز" يصف اشباه البلورات الموجودة في الطبيعة.
كما أن له نظرية تسمى "فضاءات التويستر" يحاول فيها التوفيق بين كل من النظرية النسبية العامة وميكانيكا الكم. بالإضافة إلى أنه اشتغل مع ستيفن هوكينغ فيما يخص نظرية مناطق التفرد.
اكتشاف الثقب الأسود
قام بنروز بوضع المعادلات والاسس النظرية التي تتبث وجود ثقب أسود، بينما أوجد كل من جينتزل وجيز الأدلة التجريبية التي تتبث ذلك، اي تتبث وجود أحد الثقوب السوداء في مركز مجرة درب التبانة.
تنبأ العلماء باحتمال وجود ثقوب سوداء ضخمة في قلب المجرات منذ الستينات، حيث تبلغ كتلة هذه الثقوب أكثر من مليون مرة كتلة الشمس. من المجرات التي اشتبه العلماء بوجود ثقب أسود في مركزها هي مجرتنا درب التبانة. وذلك لامتلاء مركزها بالنجوم والغازات التي تتحرك بسرعة عالية، كما أنه اكتشف صدور انبعاثات ذات طاقة عالية من مركزها.
اعتمد كيك في بحوثه علئ مرصد كيك المتواجد في جبل ماونا في هاواي، بينما استعان جينتزل بالتلسكوب الضخم المتواجد فوق جبل سيرو بارانال بدولة التشيلي. كان لابد من استخدام تقنيات مبتكرة في الرصد في الفيزياء الفلكية، حيث اعتمد العالمان على ما يعرف باسم "التصوير البقعي" لجمع البيانات والمعطيات، كما تم استخدام تقنية البصريات التكيفية لتصحيح الاخطاء الناتجة عن تشويش الغلاف الجوي.
باستخدام هذه التقنيات تمكن الفريقين من دراسة الاف النجوم على مدار عقود، هذه النجوم متواجدة بالخصوص بالقرب من قلب درب التبانة. بهذا استنتج الفريقين كتلة الجرم الضخم المتواجد بمركز المجرة والتي تبلغ حوالي أربعة ملايين مرة كتلة الشمس.
تعتبر الثقوب السوداء من أكثر الظواهر الطبيعية التي حيرت علماء الفيزياء. وإن هذا الاكتشاف يعتبر تتويجا على لكل جهود العلماء الذين حاولوا فهم ماهية الثقوب السوداء والتنبؤ بوجودها.
فيديوالإعلان عن الجائزة:
مراجع
- https://doi.org/10.1038/d41586-020-02764-w.
- https://www.nobelprize.org/prizes/physics/
تعليقات
إرسال تعليق