פרס נובל לפיזיקה הוענק למגלי החור השחור: רוג'ר פנרוז, ריינרד גנצל ואנדראה גץ

הפרס שהוכרז היום שם זרקור על הגופים החשוכים והמסקרנים ביותר ביקום. הוא כולל את האישה הרביעית בהיסטוריה שזוכה בפרס זה

עודד כרמלי

6.10.2020

פרס נובל למגלי החור השחור במרכז גלקסיית שביל החלב

פרס נובל לפיזיקה לשנת 2020 יוענק לרוג'ר פנרוז, ריינרד גנצל ואנדראה גץ. פנרוז קיבל מחצית מהפרס על תרומתו התיאורטית להבנת תנאי היווצרותם של חורים שחורים ביקום לפי תורת היחסות הכללית. גנצל וגץ, שגילו את קיומו של החור השחור העל-מסיבי שבמרכז הגלקסיה שלנו, יקבלו את המחצית השנייה של הפרס. גץ היא האישה הרביעית בהיסטוריה שזוכה בפרס נובל לפיזיקה.

חורים שחורים: הסוד החשוך ביקום

חורים שחורים הם "הסוד החשוך ביותר ביקום", לשונו של נשיא האקדמיה השוודית למדעים. כבר בסוף המאה ה-18 שיערו הגיאולוג הבריטי ג'ון מישל והמתמטיקאי הצרפתי פייר-סימון לפלס כי קיימים גופים עם כבידה חזקה עד כדי כך, שאפילו האור לא יכול לחמוק מהם. בתורת היחסות הכללית, איינשטיין יצר את התשתית המתמטית שמאפשרת את קיומם של גופים כאלה. אלא שפיזיקאים, לרבות איינשטיין עצמו, עדיין תהו האם חורים שחורים יכולים להיווצר ביקום הממשי.

ב-1965, הפיזיקאי והמתמטיקאי היהודי-בריטי רוג'ר פנרוז פרסם מאמר פורץ דרך בשם "Gravitational Collapse and Space-Time Singularities" בכתב העת Physical Review Letters. במאמרו, פנרוז הציג כלים מתמטיים חדשים והוכיח שהיווצרותם של חורים שחורים ביקום היא תוצאה בלתי נמנעת של תורת היחסות הכללית – תהליך צפוי וטבעי של קריסת כוכבים מסיביים.

480px-Black_hole_-_Messier_87_crop_max_res.jpg

התמונה הראשונה בהיסטוריה של חור שחור: החור השחור העל-מסיבי, במסה של כ-7 מיליארד שמשות, במרכז הגלקסיה M87. קרדיט: Event Horizon Telescope

למצוא חור שחור בלב גלקסיה

כבר ב-1783 הציע ג'ון מישל כי ניתן למצוא חורים שחורים לפי גופים מאירים, דהיינו כוכבים, המקיפים אותם. אם נמצא כוכבים הסובבים סביב נקודה ריקה, חשב מישל, נדע ששם נמצא חור שחור. 200 שנה אחר כך, האסטרונום הגרמני ריינהרד גנצל והאסטרונומית האמריקאית אנדראה גץ מצאו בשיטה הזאת את החור השחור העל-מסיבי A* בקשת – שנמצא במרכז הגלקסיה שלנו.

מרכז הגלקסיה שלנו עטוף בענן כבד של גז בוהק – ומכאן שמה של הגלקסיה שאנו חיים בה, "שביל החלב". כדי לראות את הנעשה מבעד לענן, יש צורך להביט בספקטרום התת-אדום. גנצל, גץ וצוותיהם חשדו שמשהו משונה קורה בלב הגלקסיה שלנו, במרחק 26,000 שנות אור מאיתנו, והפנו את הטלסקופים שלהם. הם גילו מספר כוכבים שמקיפים עצם בלתי-נראה. כוכב אחד במיוחד, S2, תפס את תשומת ליבם. לכוכב הזה לוקח 16 שנה להשלים הקפה אחת סביב הנקודה הריקה. בנקודה הקרובה ביותר שלו, הכוכב מגיע עד כדי 17 שנות אור מהעצם המסתורי. חישובי המסלול של S2 הראו שמסת העצם היא 4 מיליון מסות שמש – חור שחור על-מסיבי.

720px-X-RayFlare-BlackHole-MilkyWay-20140105.jpg

התפרצות קרינת רנטגן מקרבת החור השחור העל-מסיבי A* בקשת שבמרכז הגלקסיה שלנו, כפי שנקלטה על ידי טלסקופ החלל צ'אנדרה ב-2013. קרדיט: .NASA/CXC/Stanford/I. Zhuravleva et al

קראו עוד:

תגיות:

חור שחור