Tokratni izbor Nobelovih nagrajencev za fiziko je morda presenetljiv v toliko, da ponovno - tako kot lani - slavi področje astrofizike. Če so lani nagradili prispevek k razumevanju zgradbe vesolja in odkritje planetov, ki krožijo okoli oddaljenih zvezd, so letos nagradili spoznanja, povezana z najbolj eksotičnimi pojavi v znanem vesolju, črnimi luknjami. Polovico nagrade bo prejel Anglež Robert Penrose, ki je dokazal, da v notranjosti črnih lukenj vlada singularnost, drugo polovico pa Nemec Reinhart Genzel in Američanka Andrea Ghez, ki sta v 90ih letih v središču naše galaksije odkrila supermasivno črno luknjo. Foto: Pixabay/Geralt

Anglež Robert Penrose je dokazal, da v notranjosti črnih lukenj vlada singularnost, Reinhart Genzel in Andrea Ghez pa sta v središču naše galaksije odkrila supermasivno črno luknjo

Tokratni izbor je morda presenetljiv v toliko, da ponovno - tako kot lani - slavi področje astrofizike. Če so lani nagradili prispevek k razumevanju zgradbe vesolja in odkritje planetov, ki krožijo okoli oddaljenih zvezd, so letos nagradili spoznanja, povezana z najbolj eksotičnimi pojavi v znanem vesolju, črnimi luknjami.

Polovica nagrade za matematični dokaz singularnosti v črnih luknjah

Danes vemo, da so črne luknje pogost pojav v vesolju in zaradi svojih eksotičnih značilnosti ponujajo številne možnosti za raziskovanje, saj so zakoni, ki jim vladajo, povsem v nasprotju z običajnimi zakoni fiziki, ki jih sicer vodijo dogajanje na zemlji in v vesolju. Črne luknje je napovedovala že Einsteinova splošna teorija relativnosti, toda predpostavka, ki je izhajala iz nje, da je prostorčas tam neskončno ukrivljen, je bila tako nenavadna, da je dolgo obstajal dvom, ali kaj takega v naravi res obstaja.

Vse dvome je končal angleški fizik Robert Penrose, je v letu 1965 prvi matematično dokazal, da v notranjosti črnih lukenj znani zakoni fizike nujno odpovejo.

"Teoretike je tedaj zelo begalo vrašanje, ali lahko narava dovoli, da obstaja tak objekt v vesolju. Ali lahko v črni luknji, torej znotraj t. i. horizonta dogodkov, točka, ki ima neskončno gostoto, kjer je prostor-čas neskončno ukrivljen. Tej točki pravimo tudi singularnost. Robert Penrose je matematično dokazal ne le, da singularnost lahko nastane v nekih posebnih pogojih, ampak da je to neizogibna posledica splošne teorije relativnosti, razlaga astrofizičarka prof. dr. Andreja Gomboc z Univerze v Novi Gorici.

Supermasivna črna luknja se skriva v središču naše galaksije

V 90ih letih 20. stoletja so si raziskovalci prizadevali, da bi ta črne luknje tudi nedvoumno opazili iz gibanja zvezd na nebu. Dvema raziskovalnima skupinama, ki sta ju vodila Nemec Reinhard Genzel in Američanka Andrea Ghez, je to tudi uspelo.

"Skupina sta vrsto let opazovali gibanje zvezd v središču naše galaksije. Med njimi se nahaja zvezda z oznako S2, ki se nahaja samo 17 svetlobnih ur od središča in ga obkroži v le 16 urah. Iz gibanja zvezd so lahko izračunali tudi maso tistega nevidnega objekta, ki se skriva nekje v središču. Izračunali so, da ima maso kot približno 4 milijone Sonc. Edina smiselna razlaga za takšno maso na tako majhnem prostoru je samo črna luknja," pravi Andreja Gomboc.

Danes vemo, da je supermasivna črna luknja v središču tako rekoč vsake galaksije, nekatere imajo celo po dve. Poznamo pa tudi ševilne manjše črne luknje. To pa še zdaleč ne pomeni, da o teh nenavadnih pojavih vemo vse. Še naprej predstavljajo eno velikih odprtih vprašanj v fiziki, saj bi singuarnost v njih lahko zares uspešno pojasnila šele plodna kombinacija kvantne in relativnostne teorije, torej kvantna teorija gravitacije.