پرونده
تعداد بازدید : 80
سبقت از اینشتین در سیاهچاله‌ها
نوبلیستهای فیزیک امسال چه کشف مهمی داشتند و چرا ۳ تا از نوبل‌های فیزیک در ۴ سال اخیر به کیهانشناسها و اخترفیزیکدانها تعلق گرفته است؟
نویسنده : مریم ملی | دانش‌آموخته کارشناسی ارشد اختر فیزیک
این روزها مشغلههای فراوان و درگیریهای روزمره شاید مجالی برای کنجکاویهای قدیمیمان باقی نگذاشته باشد و از کنار خبرها و تیترهای مرتبط با علم به سرعت عبور کنیم و زمانی برایش خرج نکنیم اما به لطف فیلمها و داستانهای علمی تخیلی، ماجرای سیاهچاله‌ها و رفتارهای مرموز و شگفت انگیزشان شاید هنوز جذابیتهای زیادی برای خیلیها داشته باشد. سرگذشت ستارههای سنگین وزنی که خاموش شدهاند ولی همچنان فعالیتها و ویژگیهای هولناکی از خود به نمایش می‌گذارند حتی برای کسانی که فیزیک را دوست ندارند هم جالب است. از شنبه تا پنج‌شنبه‌ای که گذشت، هفته اعلام جوایز نوبل بود. سه‌شنبه (6 اکتبر، 15 مهر) جایزه نوبل فیزیک اعلام شد و اتفاق جالب این بود که فیزیک‌دان هایی که سال‌های زیادی از عمرشان را روی سیاهچالههای فضایی گذاشته بودند، این جایزه مهم و ارزشمند را به خانه بردند. دستاوردهایی که در حوزه سیاهچاله ها حتی فراتر از نظریات اینشتین محسوب می‌شود. در پرونده امروز زندگی سلام، نگاهی به کارهای تحقیقاتی برندگان نوبل فیزیک امسال میاندازیم که تقریبا مهمترین جایزه در بین دیگر رشتههاست و سری می زنیم به سیاهچاله‌ها و جاذبه باورنکردنیشان و در نهایت در یک مطلب کوتاه به سراغ آلفرد نوبل میرویم تا ببینیم چه شد که نامش بر بزرگترین و مهمترین جایزه علمی دنیا ماندگار شد. با ما همراه باشید.
در سیاهچاله چه خبر است؟
«برندگان امسال اسراری را در تاریک‌ترین گوشه جهان ما کشف کرده‌اند اما این فقط یک ماجراجویی قدیمی نیست که حالا به نتیجه پیروزمندانه خود رسیده باشد بلکه شروع جدیدی است. هرچه بیشتر به افق سیاهچاله‌ها نزدیک شویم، طبیعت ممکن است شگفتی‌های جدیدی را در چنته داشته باشد». این جملات را که حاکی از اهمیت سیاهچاله‌ها برای آینده فیزیک و کیهان‌شناسی است «اولف دانیلسن» استاد فیزیک دانشگاه اوپسالای سوئد در مراسم معرفی برندگان نوبل فیزیک ۲۰۲۰ گفته است. سیاهچاله‌ها هر قدر هم حیرت آور و شگفت انگیز باشند اما باید باور کنید که زمانی برای خودشان ستاره‌ای بودند. آن‌ها که کمی با دنیای نجوم آشنا باشند یا هر از گاهی پرونده‌های چاپ شده در «زندگی سلام» در همین باره را پیگیری کرده باشند، می‌دانند که ستاره ها هم مثل ما آدم‌ها زندگی می‌کنند، یعنی متولد می‌شوند، دوره کودکی و نوجوانی را پشت سر می‌گذارند، بیشترین سال‌های زندگیشان در دوره جوانی میگذرد و کمکم میافتند توی سرازیری عمرشان و میان سالی و پیری را تجربه می‌کنند. فقط نکته مهم این جاست که دورههای مختلف زندگیشان و این که عمرشان چقدر و چطور بگذرد به جرمشان بستگی دارد، اگر سنگین وزن باشند و پر جرم، سال‌های پایانی حیاتشان بسیار پر حادثه و هولناک است. ستارهها راکتورهای همجوش عظیمی هستند که در خود میجوشند و به دو دلیل تمایل بسیار زیادی برای فروپاشی دارند؛ به شدت بزرگ هستند و از گاز تشکیل شدهاند. این دو عامل کافی است تا میدان گرانشی شدیدی شکل بگیرد و ستاره را از درون منهدم کند. بار دیگر که خورشید را در آسمان دیدید، به این فکر کنید که همان لحظه در سطح خورشید میلیون‌ها اتم در حال همجوشی با یکدیگر هستند تا هسته اتمهای سنگینتر را بسازند و هر چه این فعالیت ادامه مییابد، خورشید پیرتر و پیرتر می‌شود تا در نهایت سوختش پایان می یابد و به روزهای نهایی عمرش نزدیک می‌شود. به محض این‌که ستاره از پا در میآید، واکنش همجوشی هستهای متوقف می‌شود چراکه سوخت مدنظر دیگر تمام شده و چیزی برای سوختن و انفجار وجود ندارد. در همین حال، نیروی انفجاری به صفر میرسد اما نیروی جاذبه سر جای خود باقی می ماند. بنابراین با قدرت هر چه تمامتر ستاره را به درون میکشد. ستاره که فشرده می‌شود به تدریج داغ و منفجر می‌شود که طی آن مواد و اشعهها به درون فضا پرتاب می‌شوند. آن چه باقی میماند، هسته بسیار فشرده و عظیمی است که به آن سیاهچاله گفته می‌شود. گرانش هسته در این قسمت به قدری بالاست که حتی نور هم نمیتواند از دست آن فرار کند.
نوبلیستهای فیزیک 2020 چه کشف مهمی داشتند؟
نوبل فیزیک امسال به یکی از عجیبترین پدیدههای جهان رسید. پدیدهای که همیشه در داستانها و فیلمهای علمی تخیلی بر سر آن بحث میشد، حالا مهمترین جایزه علمی حوزه فیزیک را از آن خود کرده است. نیمی از این جایزه امسال فیزیک به دانشمند معروف «سِر راجر پنرُز» از دانشگاه آکسفورد انگلیس تعلق گرفت و نیمه دیگرش به «راینهارد گنزل» از موسسه فیزیک فرازمینی ماکس پلانک آلمان و دانشگاه برکلی کالیفرنیا به همراه «آندره گز» فیزیک دان موسسه فناوری کالیفرنیا رسید. مبلغ جایزه نوبل 10 میلیون کرون سوئد است که معادل با ۹۳۵ هزار دلار می‌شود اما آیا واقعا کشف برندگان نوبل امسال، این‌قدر می‌ارزد؟
اثبات وجود داشتن سیاهچاله‌ها که اینشتین به آن اعتقاد نداشت
«پنرُز» با روش‌های ریاضی نشان داد که سیاهچاله‌ها میتوانند در دنیای واقعی وجود داشته باشند در حالی که خود اینشتین زمانی که معادلات نسبیت عام را پایه گذاری میکرد، به وجود سیاهچاله‌ها اعتقادی نداشت اما پنرُز سالها مشغول معادلات ریاضی شد و 10 سال پس از مرگ اینشتین در نهایت نتیجه مهمی گرفت. مقاله پیشگامانه او هنوز به عنوان مهمترین سهم در نظریه عمومی نسبیت از زمان اینشتین تا کنون شناخته می‌شود.
شناسایی یک جرم فوق‌العاده سنگین و نامرئی
دیگر برندگان نوبل فیزیک 2020 یعنی «آندره گز» و «راینهارد گنزل» هر کدام‌شان مسئولیت یکی از گروههای اخترشناسی را به عهده دارند و از اوایل دهه 1990 مطالعاتشان را بر ناحیهای از مرکز کهکشان راه شیری متمرکز کردند.
آن‌ها جرم فوق العاده سنگین و نامرئی را شناسایی کردند که تاثیر گرانشی شدیدی روی حرکت ستارگان دارد و باعث شده آن‌ها با سرعت دیوانه کنندهای به دور مرکز کهکشان بگردند. محاسبات هر دو گروه وجود جرمی عظیم را که حدود 4.5 میلیون برابر جرم خورشید است در مرکز کهکشان تایید میکند که هم اکنون می دانیم ، فقط یک سیاهچاله میتواند چنین رفتار و خواصی داشته باشد. گنزل و گز با استفاده از بزرگترین تلسکوپهای جهان روش‌های رصد از میان گازهای میان ستاره‌ای و غبارهای مرکز کهکشان راه شیری را ابداع کردند و نقش موثری در یافتن سیاهچاله کهکشان خودمان داشتند. «دیوید هاویلند»، رئیس کمیته فیزیک نوبل میگوید: «هنوز سوالات زیادی درباره این اجرام مرموز و عجیب وجود دارد که نیازمند پاسخ و تحقیقات بیشتر است نه تنها سوالاتی درباره ساختار سیاهچاله‌ها بلکه پرسشهایی درباره چگونگی آزمایش نظریه گرانش در نزدیکی یک سیاهچاله». هرچه هست، این کشف آن‌قدر مهم بوده که جایزه نوبل فیزیک 2020 را به خود اختصاص داده است.
کیهان‌شناسی، درو کننده نوبل‌های فیزیک در چند سال اخیر
سه تا از نوبل‌های چهار سال اخیر در حوزه فیزیک به کیهانشناسها و اخترفیزیکدانها تعلق گرفته است. با این که دانش فیزیک، علمی پهناور با گسترهای متنوع است و دانشمندان زیادی از حوزه درون اتم بگیرید تا فیزیک پزشکی، لیزر و پلاسما روی آن کار و تحقیق می‌کنند اما به شکل معناداری جوایز نوبل به سمت حوزه کیهان‌شناسی و اخترفیزیک روانه شده است. سال 2017 نوبل فیزیک به کیهانشناسهایی اهدا شد که با استفاده از رصدخانهای ویژه توانستند یکی از پیشبینیهای فیزیک را رصد کنند و دربارهاش اطلاعات ارزشمندی به دست بیاورند. آن‌ها امواج گرانشی را شناسایی کردند که آلبرت اینشتین در سال 1916 از طریق نظریه نسبیت عام به طور نظری پیش‌بینی کرده بود. امواج گرانشی توسط میدانهای گرانشی عظیمی تولید می‌شود که ستارههای پر جرم و سنگین در فضا ایجاد می‌کنند و کشف و رصد آن سوالات زیادی در فیزیک را توضیح میدهد. پس از یک وقفه یک ساله، مجدد در سال 2019 نوبل فیزیک به گروه کیهان‌شناسی تعلق گرفت؛ نیمی از جایزه به محققانی رسید که برای اولین بار یک سیاره فراخورشیدی را به دور ستاره‌ای شبیه خورشید خودمان پیدا کرده بودند و نیمه دیگرش به دانشمندی سالخورده اهدا شد که بیش از 50 سال از عمرش را وقف بررسی دادههای مربوط به کهکشانها کرده بود تا بتواند تئوری دقیقی از زمان بیگ بنگ تا به امروز ارائه دهد و بالاخره امسال که نوبل 2020 در رشته فیزیک به کسانی رسید که از رازهای تاریک سیاهچاله‌ها پردهبرداری کردند. این انتخابها از سوی کمیته علمی جایزه نوبل باعث شده که خیلیها به فکر فرو روند، جوایزی که میتوانست به حوزههای کاربردی و ملموستر گرایشهای دیگر فیزیک برسد، در فاصله چهار سال به حوزهای تعلق گرفته که بیشتر به شناخت آدمی از عالم مرتبط است و سوالهای بنیادین بشر درباره هستی، آغاز و پایانش را پاسخ میدهد. انگار رویکرد آکادمی نوبل این است که بیشتر به حوزههایی روی خوش نشان دهد که رویکرد انسان را نسبت به کیهان تغییر میدهند و افقهای تازهای در برابرش میگشایند.
آن چه درباره
«آلفرد نوبل» و جایزه نوبل نشنیده‌اید
آلفرد نوبل از همان کودکی زندگی متمولانه ای را تجربه می کرد، پدرش مهندس و مخترعی بود که نیاز مالی نداشت و حتی برای آلفرد معلم خصوصی گرفت تا او به مدرسه نرود و در خانه آموزش ببیند. آلفرد کم سن و سال در خانه، شیمی و زبان های انگلیسی، فرانسوی، آلمانی و روسی را فرا گرفت و فقط 18 ماه به مدرسه رفت. او مدتی هم در پاریس مشغول تحصیل شد و سپس در 18 سالگی برای تحصیل در رشته مورد علاقه اش یعنی شیمی به آمریکا سفر کرد اما زمانی که با خبر شد پدرش ورشکسته شده است به وطن خود برگشت و زمانش را وقف تحقیق درباره مواد منفجره کرد. احتمالا نوبل هرگز فکرش را هم نمیکرد که علاقهاش به شیمی و آزمایش او را به اختراع دینامیت برساند. او در طول عمرش 350 اختراع را به ثبت رساند ولی اختراع دینامیت چیزی بود که بیش از یک اختراع روی زندگیاش اثر گذاشت.
برادر نوبل سوداگر مرگ بود؟
در این سالها او کارخانههای زیادی تاسیس کرد و اوضاع مالی خیلی خوبی داشت اما دورههای افسردگی متعددی را تجربه کرد. هیچوقت نتوانست ازدواج کند و عمرش در اندوه گذشت. سال 1888 وقتی برادرش فوت کرد، او به فرانسه سفر کرده بود و آگهی ترحیم برادرش را در یک روزنامه دید. این نشریه فرانسوی لودویگ را به دلیل فعالیت‌هایش در زمینه مواد منفجره متهم کرده و تیتر زده بود: «سوداگر مرگ مُرد». آلفرد نوبل به فکر فرورفت و حس کرد که دوست ندارد پس از مرگش روزنامه‌ها بنویسند: «دکتر آلفرد نوبل که با یافتن راه‌هایی برای کشتن سریع‌تر انسان‌های بیشتر ثروتمند شد، روز گذشته بدرود حیات گفت». همین ماجرا باعث شد که در سال 1895 در باشگاهی سوئدی - نروژی آخرین وصیت‌نامه‌اش را امضا کند و 94 درصد از میراثش (31 میلیون و 225 هزار کرون سوئد) را صرف راه‌اندازی پنج جایزه نوبل پزشکی، شیمی، ادبیات، فیزیک و صلح کند. این جایزه قرار شد هر سال با در نظر گرفتن ملاک‌های آلفرد نوبل که در وصیت‌نامه‌اش قید شده به برترین شخصیت‌های جهان بدون درنظر گرفتن ملیت آن‌ها اعطا شود. احتمالا میپرسید خب پس ریاضیات چه؟ چرا برای این رشته جایزهای در نظر نگرفت؟
خصومت نوبل با ریاضی!
گفته می‌شود خصومتی که نوبل با یک ریاضی‌دان داشت، دلیل تخصیص داده نشدن جایزه به رشته ریاضی شد. به دلیل کامل نبودن طراحی که آلفرد نوبل در وصیت‌نامه خود ارائه داده بود، تاسیس بنیاد نوبل پنج سال طول کشید و اولین جایزه نوبل در 10 دسامبر 1901 اعطا شد. نوبل یک سال بعد از وصیت به یادماندنیاش به دلیل آنژین (گلودرد) از دنیا رفت ولی نامش بیش از آن که آدم‌ها را به یاد دینامیت بیندازد به یاد جایزههای سالانهای میاندازد که به علوم پایه و صلح اهدا می‌شود. حالا آکادمی سلطنتی علوم سوئد سالهاست که مسئول برگزاری مراسم جایزه نوبل است. این آکادمی سازمانی مستقل و هدف کلی آن ترویج علوم و تقویت نفوذ آن‌ها در جامعه است. این نهاد مسئولیت ویژه علوم طبیعی و ریاضیات را بر عهده دارد، اما تلاش میکند تا تبادل نظر بین رشتههای مختلف را برقرار کند. طی سال‌های اخیر انتقادهای زیادی به آکادمی نوبل شده و برخی انتخاب‌های آن سیاسی قلمداد شده است.
منبع: nobelprize.org
دانلود تمام صفحات این نسخه
ارسال دیدگاه
ضمن تشکر از بیان دیدگاه خود به اطلاع شما رسانده می شود که دیدگاه شما پس از تایید نویسنده این مطلب منتشر خواهد شد.
