Нобелевскую премию по физике присудили за самые тёмные секреты нашей Вселенной

Сегодня в Стокгольме Шведская королевская академия наук назвала имена лауреатов Нобелевской премии по физике. Ими стали знаменитый британский физик и математик Роджер Пенроуз (Roger Penrose) с официальной формулировкой «за открытие того, что формирование чёрных дыр является не допускающим возражений следствием из общей теории относительности». Пенроуз получит половину премии в этом году. Другую половину вручат Райнхарду Генцелю (Reinhard Genzel) и женщине-физику Андреа Гез (Andrea Ghez) «за открытие сверхмассивного компактного объекта в центре нашей Галактики».

Все три лауреата Нобелевской премии по физике в этом году отмечены за свои открытия, связанные с одним из самых необычных феноменов во Вселенной — чёрными дырами. Роджер Пенроуз показал, что согласно постулатам общей теории относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна формирование таких сверхплотных и сверхмассивных объектов, чья гравитация настолько велика, что их не могут покинуть даже кванты света, — неизбежна во Вселенной. А Рейнхард Генцель и Андреа Гез обнаружили некий невидимый и экстремально тяжёлый космический объект, воздействующий на орбиты звёзд в центре нашей Галактики. Как позже выяснилось — это как раз была сверхмассивная чёрная дыра. 

Роджер Пенроуз, будучи талантливым математиком, главой кафедры в Оксфордском университете, а также, помимо прочего, автором теории «квантового сознания», использовал, по словам представителей Нобелевского комитета, «гениальные методы» для доказательства существования чёрных дыр как прямого следствия ОТО. Занимательно, что сам Эйнштейн в существование подобных «космических монстров», пожирающих всю материю вокруг себя, — не верил.

В январе 1965, спустя десять лет после смерти Эйнштейна, Пенроуз наконец доказал «на кончике пера», что чёрные дыры действительно могут формироваться и показал в деталях весь процесс. В глубине, под горизонтом событий, любая чёрная дыра содержит гравитационную сингулярность, для которой неприменимы любые знакомые нам законы физики. Статья с описанием сингулярности стала основополагающей работой и важнейшим вкладом в ОТО с момента формулирования её основных постулатов Эйнштейном.

Райнхард Генцель и Андреа Гез возглавляли две группы астрономов, занимавшихся в начале 1990-х годов наблюдениями за звёздами вокруг необычного компактного радиоисточника в центре нашей Галактики — Стрельца A*. Обе группы с высокой точностью просчитали орбиты всех наиболее ярких звёзд, расположенных поблизости от центра Млечного Пути. И каждая обнаружила неожиданные аномалии — по их расчётам, в центре Галактики должен был находиться невидимый, но крайне тяжёлый объект — примерно четыре миллиона масс Солнца, собранных в области пространства, не превышающего по размерам Солнечную систему. Он увлекал за собой близлежащие звезды и заставлял кружится с умопомрачительной скоростью. 

Сравнение данных обеих групп показало, что обнаруженные аномалии не ошибка отдельных астрономов. Благодаря использованию крупнейших телескопов, а также разработке новых методов наблюдения позже обеим группам удалось подтвердить, что этот объект — сверхмассивная чёрная дыра, окружённая горячим, радиоизлучающим облаком газа.

Согласно прогнозу компании Clarivate Analytics, которой принадлежит одна из крупнейших научных информационных систем Web of Science, в этом году Нобелевскую премию по физике должны были получить специалисты по нанотрубкам Хунцзе Дай из Стэнфордского университета и Алекс Цеттл из Калифорнийского университета. Первый занимается углеродными нанотрубками (условно — свёрнутыми в полый цилиндр листами графена), а второй — из нитрида бора (‎BN). Нанотрубки уже давно завоевали себе репутацию супердобавки, которая радикально меняет и улучшает свойства множества материалов — прочность, электропроводность, термостойкость и т.д. Применяются они и в биомедицине.

Другие потенциальные лауреаты — специалисты по численному моделированию свойств новых материалов Томас Кэрролл и Луис Пекора из Военно-морской исследовательской лаборатории США за работы по нелинейной динамике, в частности — по синхронизации хаотических систем. Или же астрофизики Карлоса Френк из Даремского университета (Великобритания), Хулио Наварро из Университета Виктории (Канада) и Саймон Уайт из Астрофизического института Макса Планка за фундаментальные исследования в области образования и эволюции галактик, космических структур и гало темной материи.

Что интересно, в этом году Clarivate Analytics уже не удалось угадать лауреатов Нобелевской премии по физиологии или медицине. Ошиблись они и с победителями в области физики, хотя опирались на более чем 50 млн научных статей, опубликованных с 1970 года, а также на 28 000 наиболее цитируемых статей (от 1000 и более цитирований). Этот факт в очередной раз показывает, что наукометрические критерии оценки научного творчества не могут в полной мере охватить и описать такой сложный институт, как международная наука.

Нобелевская премия по физике — высшая награда за научные достижения в области физических и смежных наук (физической химии, астрофизике, космологии) — ежегодно присуждается Шведской королевской академией наук в Стокгольме. Она была учреждена в соответствии с завещанием, написанным в 1895 году шведским химиком Альфредом Нобелем. Каждый лауреат получает медаль, диплом и денежное вознаграждение (его сумма каждый год меняется). Медали и денежные призы лауреатам традиционно вручат на ежегодной церемонии в Стокгольме 10 декабря — в годовщину смерти Нобеля.

Первую Нобелевскую премию по физике вручили в 1901 году Вильгельму Конраду Рентгену «в знак признания исключительных услуг, которые он оказал науке открытием замечательных лучей, названных впоследствии в его честь».

В прошлом, 2019-м, году Нобелевскую премию по физике присудили Джеймсу Пиблсу (James Peebles), за «теоретические открытия в области космологии», Мишелю Майору (Michel Mayor) и Дидье Кело (Didier Queloz) за «открытие экзопланеты на орбите вокруг солнцеподобной звезды». По словам Нобелевского комитета, оба этих открытия позволили по-новому взглянуть на место человека во Вселенной.
IQ

 

 

Автор текста: Кузнецов Даниил Александрович, 6 октября, 2020 г.