Premiul Nobel 2020 în Fizică acordat pentru descoperirea găurilor negre

de
Imagine concept a unei găuri negre realizată de Laurențiu Caramete

Anul acesta, premiul Nobel pentru Fizică, anunțat în luna octombrie, a fost împărțit între Roger Penrose, de la Universitatea Oxford din UK, „pentru descoperirea conform căreia formarea de găuri negre constituie o predicție solidă a teoriei relativității generale” și Reinhard Genzel, de la Institutul Max-Planck pentru Fizică Extraterestră din Germania, împreună cu Andrea Ghez, de la Universitatea California din USA, „pentru descoperirea unui obiect supermasiv, compact în centrul galaxiei noastre”, conform comunicatului oficial de presă.

Cei trei laureați care împart anul acesta Premiul Nobel în Fizică au contribuit la descoperirea unora dintre cele mai exotice obiecte din Univers, găurile negre.

În  anul 1965, la 10 ani după moartea lui Albert Einstein, Roger Penrose a reușit să demonstreze existența și să descrie în detaliu formarea și proprietățile găurilor negre, pornind de la teoria relativității și folosind metode matematice revoluționare. Astfel, Penrose a arătat că aceste obiecte super-masive, care captează tot ce intra în ele și în interiorul cărora legile fizicii clasice nu se mai aplică, sunt o consecință directă a teoriei relativității generale a lui Einstein. Articolul în care Roger Penrose şi-a publicat rezultatele este considerat și astăzi ca fiind cea mai importantă primă contribuție la teoria relativității de după apariția sa.

Douăzeci și cinci de ani mai târziu, în 1990, Reinhard Genzel şi Andrea Ghez au condus două echipe de astronomi care au studiat, independent una de cealaltă, centrul galaxiei noastre, mai exact regiunea denumita Sagittarius A*. Cele două echipe au observat comportamentul atipic al stelelor din această regiune centrală a galaxiei noastre, și au dedus că acestea se află în vecinătatea unui obiect super masiv, compact, cu o masă de câteva milioane de ori mai mare decât a Soarelui, ce ocupă o regiune cam de dimensiunile Sistemului nostru Solar. Până în prezent, singurul obiect ale cărui caracteristici pot explica topologia și dinamica acestei regiuni, este o gaura neagră super masivă.

Descoperirea acestui obiect compact este importantă nu doar pentru că probează teoria lui Einstein și calculele lui Penrose, ci și pentru că limitele tehnologice de detecție și de prelucrare de date existente în acel moment au fost depășite la realizarea observațiilor, ducând astfel mai departe la progresul astrofizicii observaționale.

Institutul de Științe Spațiale(ISS) este implicat activ în studiul astrofizicii în general și al găurilor negre masive si super masive în particular, având contribuții precum noi concepte si teorii ale găurilor negre, cataloage de mase de găuri negre sau simulări ale formarii, creșterii si evoluției lor. De asemenea, ISS se afla în topul cercetărilor spațiale în domeniu, de exemplu prin participarea la misiunea spațiala LISA, construită de Agenția Spațială Europeană, misiune ce își propune să studieze semnale de unde gravitaționale provenite de la ciocnirea de obiecte masive, inclusiv găuri negre, si să identifice mecanismele de formare si evoluție a găurilor negre de la crearea lor pana în prezent. Agenția Spațiala Romana (ROSA) susține în permanență contribuțiile României la cercetările spațiale, inclusiv la misiunea LISA, tara noastră fiind astfel ancorată în cercetările de pionierat ale studiului undelor gravitaționale din spațiu.

Persoană de contact: dr. Laurențiu Caramete <lcaramete[at]spacescience[dot]ro>

 

The Nobel Prize in Physics 2020 accorded for the discovery of the black holes

de
Conceptual image of a black hole made by Laurențiu Caramete

This year, the Noble Prize in Physics, announced in October, has been divided between Roger Penrose, from University of Oxford, UK, “for the discovery that black hole formation is a robust prediction of the general theory of relativity” and Reinhard Genzel, from Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Germany, along with Andrea Ghez, from University of California, USA, “for the discovery of a supermassive object, compact in the center of our galaxy”, conform the official press release.

The three laureates that share this years’ Nobel Prize in Physics have contributed to the discovery of the most exotic objects in the Universe, black holes.

In 1965, 10 years after the death of Albert Einstein, Roger Penrose has managed to prove the existence and describe in detail the formation and properties of black holes, starting from the theory of relativity and using revolutionary mathematical methods. Thus, Penrose proved that these super-massive objects that capture everything that falls inside them, and around which the classic laws of physics no longer apply, are a direct consequence to Einstein’s general theory of relativity. The article in which Roger Penrose has published these results it is still considered today as being the second most important contribution to the theory of relativity after the works of Einstein.

Twenty-five years later, in 1990, Reinhard Genzel and Andrea Ghez led two teams of astronomers that have studied, independently from one another, the center of our galaxy, more exactly the region named Sagittarius A*. The two teams observed closely the unusual behavior of nearby stars in that region of the Milky Way and deducted that these were in the vicinity of a supermassive compact object, having a mass of a couple millions times greater than our Sun and occupying a region equivalent to about the size of our Solar System. So far, the only object whose characteristics can explain the topology and dynamics of this region is a supermassive black hole.

The discovery of this object is important not only because it proves Einstein’s theory and Penrose’s calculations, but also because in order to make these observations, the limits of the technology and data processing tools existing at that moment have been pushed further, leading to progress in observational astrophysics.

The Institute of Space Science (ISS) is actively doing research in astrophysics in general, and on massive and supermassive black holes in particular, with contributions such as new concepts and theories about black holes, catalogs containing the mass of black holes and simulations of their formation, growth and evolution. ISS is involved in the space research field also, for instance, through the participation in the LISA space mission, designed and built by the European Space Agency (ESA), mission that aims to study gravitational wave signals coming from the collision of massive objects, including black holes, and to identify the mechanisms of the formation and evolution of black holes, from their birth until now. The Romanian Space Agency (ROSA) continuously supports the Romanian contributions to space research, including the LISA mission, in which our country is being anchored in pioneering research of the study of gravitational waves in space.

Contact person: dr. Laurențiu Caramete <lcaramete[at]spacescience[dot]ro>