"

Американские астрофизики Роджер Пенроуз, Рейнхард Генцель и Андреа Гез получили Нобелевскую премию за исследования сверхмассивных космических объектов. «Слово и Дело» разбиралось, что значит их открытие для изучения космоса.

Генеральный секретарь Нобелевского комитета Йоран Хансон описал вклад лауреатов в науку как «открытие самых темных тайн Вселенной». Действительно, темных. Ведь речь идет о черных дырах, которые из-за своей огромной гравитации не выпускают свет, а только поглощают его. Открытие ученых – огромный шаг в понимании Вселенной и общей теории относительности.

Астрофизик Сергей Попов в комментарии для «Слово и Дело» объяснил, в чем новаторство этих ученых и почему они действительно заслужили премию.

Следует отметить, что Нобелевскую премию разделили наблюдатели и теоретик. Это два независимых исследования, о которых нужно говорить отдельно. Сергей Попов рассказывает, что за последние полвека астрофизика черных дыр развилась в очень большую область.

«Оказалось, что в природе есть целые механизмы формирования таких удивительных объектов, как черные дыры. Формируются они при неудержимом гравитационном сжатии вещества. Или при коллапсе центральных частей звезд, или в результате коллапса больших газовых облаков», – рассказывает астрофизик.

Сейчас нам известны два основных типа черных дыр: образовавшиеся из звезд и сверхмассивные черные дыры, которые находятся в центре галактик. Сергей Попов считает, что черные дыры – очень трудные для изучения объекты, потому что, фактически, при их изучении мы видим лишь пыльные вещества вокруг, а о самой черной дыре получаем очень незначительную информацию.

«Порой вообще трудно сказать, что объект, с которым мы имеем дело – это именно черная дыра. По сути, сегодня мы можем говорить, что эти объекты все больше и больше похожи на те черные дыры, которые представлены в общей теории относительности», — рассказывает эксперт.

Источник фото: wikipedia.org - ProtoplasmaKid / CC-BY-SA 4.

Общая теория относительности – лучшая теория гравитации с точки зрения внутренней согласованности (математики) и с точки зрения наблюдательной проверки.

«Как ни странно, она пока не сталкивается ни с какими необъяснимыми явлениями, хотя постоянно идут эксперименты. Очень важно ставить эксперименты, где мы увидим отклонения от предсказаний теории относительности», — считает Сергей Попов.

В этом смысле общая теория относительности — самая экономная теория, ведь в ней практически не противоречий, и не нужно строить новые предположения.

«Есть объекты, которые очень трудно идентифицировать. Возникает вопрос: а какая самая достоверная черная дыра? Считается, что это черная дыра в центре нашей галактики. Наблюдатели получили свою часть премии именно за изучение этого объекта – черной дыры в центре нашей галактики.

Источник фото: pixabay.com -

Среди многочисленных результатов исследований Андреа Гез и Рейнхарда Генцеля, самые известные связаны с изучением движения звезд в окрестностях черной дыры. Это помогло измерить массу самой черной дыры. Помимо возможности получить размеры центрального источника, стало понятно, что черная дыра реально существует. Она – очень удобный для изучения стационарный объект, который довольно близок к Земле по астрономическим меркам.

«Мы хотим увидеть отклонения от общей теории относительности. Но ясно, что это произойдет не в лабораторных экспериментах.  Нам нужны довольно экстремальные ситуации (окрестности черных дыр очень для этого подходят), и лучше всего подходит самая удобная для изучения черная дыра, которая в центре нашей галактики».

В смысле перспектив, можно сказать, что мы многого ждем от изучения центральной черной дыры и, в частности, надеемся гораздо больше узнать о теории гравитации. Это прокладывает связь между теориями гравитации лауреатов и большой фундаментальной физикой.

Говоря о теоретической части, следует отметить, что известнейший физик и математик Роджер Пенроуз заслужил свою часть премии за получение некоторых решений в рамках общей теории относительности, касающихся свойств черных дыр.

«Это очень фундаментальные и надежные результаты, поскольку в математике проще говорить о надежности: тут или доказано, или не доказано. Мне нравится говорить, что когда вы в Википедии читаете про черную дыру, это описание дыры по Пенроузу. Конечно, важны работы и других ученых. В любом случае, познание – это результат коллективного труда. И тем не менее, пока из ныне живущих физиков-теоретиков наиболее фундаментальные теоретические результаты о свойствах черных дыр в рамках общей теории относительности принадлежат Роджеру Пенроузу», — считает астрофизик.

Такое  присуждение Нобелевской премии считается необычным, потому что по традиции ее не дают за математические результаты, которые пока невозможно проверить экспериментально. Нобелевская премия по физике впервые дана за исследования такого типа.