نوبل للفيزياء 2020.. “استمرار محاولاتنا لاستكشاف الثقوب السوداء”
منحت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2020 بالإنصاف بين روجر بنروز (Roger Penrose) “لاكتشافه أن تشكل الثقب الأسود هو تنبؤ قوي للنظرية النسبية العامة” والنصف الآخر بين رينهارد جينزل (Reinhard Genzel) وأندريا غيز (Andrea Ghez) “لاكتشاف جسم مضغوط فائق الكتلة في مركز مجرتنا”.
تتكون الثقوب السوداء عندما يتم سحق كتلة مهولة في مساحة صغيرة جدًا، مثل الذي يحدث عند موت وانفجار بعض النجوم العملاقة في كوننا، وينتج عنه ولادة ثقب أسود ذو جاذبية مهولة حتى الضوء لا يستطيع الهروب منه.
من هو روجر بنروز؟
السير روجر بنروز هو عالم فيزياء رياضية بجامعة اوكسفورد، اكتسب روجر بنروز شهرة واسعة نتيجة أعماله في النسبية العامة وعلم الكون، وهو أحد المساهمين مع ستيفن هوكينغ في صياغة نظرية الثقوب السوداء. حيث انضم بنروز إلى ستيفن هوكينج، وأنتج أفكارًا جديدة حول وقت تشكل (Singularity)، هذه النقاط ذات كثافة لا نهائية، وتوجد في مركز الثقوب السوداء .فاز البروفيسور بنروز بحصته من الجائزة لاستخدامه تقنيات رياضية مبتكرة لإثبات أن تشكل الثقوب السوداء هو نتيجة حتمية لنظرية النسبية العامة لأينشتاين، وبالتالي يمكن أن توجد حقًا.
عالم الرياضيات الموهوب، اخترع طريقة جديدة لتصوير الزمكان، تسمى مخطط بنروز، والتي تجاوزت معظم التعقيدات الرياضية للنسبية العامة. مخططاته هي الآن لغة مشتركة في علم الكونيات. لقد أثبت أنه إذا تراكمت كتلة كبيرة جدًا في مكان صغير جدًا، فإن الانهيار في ثقب أسود أمر لا مفر منه. عند حدود الثقب الأسود، والتي تسمى أفق الحدث، يجب أن تكون سرعتك أكبر من سرعة الضوء -الحد الأقصى للسرعة الكونية- للابتعاد عن الثقب الأسود. لذلك لا يمكنك الهروب. داخل أفق الحدث، سيتبادل الزمان والمكان الأدوار، وبالتالي ستؤدي كل الاتجاهات إلى الأسفل، إلى المركز، حيث أصبحت الكثافة غير محدودة، وستنهار قوانين الفيزياء، كما عرفناها. أظهر أن الثقب الأسود سيصبح بوابة لنهاية الزمان، نهاية الكون.
ماذا عن رينهارد جينزل وأندريا غيز؟
يتفق علماء الفلك اليوم على أن الكون ملئ بالثقوب السوداء، ومنها تلك الكامنة التي توجد في مراكز المجرات. في مركز مجرتنا درب التبانة وعلى بعد 26000 سنة ضوئية من هنا، هناك مصدر خافت من أشعات الراديو تسمي (*Sagittarius A).
في عام 1971 اقترح العالمان مارتن ريس ودونالد ليندن أنه ثقب أسود هائل.
من خلال العمل بشكل مستقل، قضى الدكتور جينزل والدكتور جيز وفرقهما العقود الماضية في تتبع النجوم وسحب الغبار التي تدور حول مركز مجرتنا باستخدام التلسكوبات في تشيلي وهاواي، في محاولة لمعرفة ما إذا كان هذا العالم الغباري المظلم يؤوى بالفعل ثقب أسود.
أندريا جيز هي أستاذة في جامعة كاليفورنيا ولوس أنجلوس، وأصبحت الآن رابع امرأة تفوز بجائزة نوبل للفيزياء.
أما بالنسبة للبروفيسور رينهارد جينزل هو مدير في معهد ماكس بلانك لفيزياء خارج الأرض في جارشينج بألمانيا، وأستاذ في جامعة كاليفورنيا.
تم تكريم جينزل وجيز معًا للعمل الذي قاموا فيه بتحويل التلسكوبات على مجرتنا واكتشفوا -من خلال النظر في حركات النجوم- دليلًا على جسم فائق الكتلة في مركز درب التبانة، وهو جسم يقول الخبراء إنه لا يمكن إلا أن يكون ثقب أسود. يُعتقد أن هذا الثقب الأسود -المعروف باسم Sagittarius A *- له كتلة مساوية لكتلة حوالي 4 ملايين نجم مثل شمسنا. تم رصده من خلال التأثير الذي يحدثه للنجوم من حوله وأهم هذه النجوم هو (S2).
وما زال البشر يحاولون استكشاف الكون من حولهم، وهذه الأجسام المهولة المثيرة للفضول والتساؤلات تبقي هي أكبر علامات الاستفهام وأكثرهم حيرة في الكون، وجاءت نوبل للفيزياء 2020 لتكلل جميع هذه المحاولات التي بدأها أينشتاين من خلال نظريته النسبية.
كتابة: أحمد مغربي
تحرير: إسراء وصفي
