![\"Nagroda](\"https:\/\/mindthegraph.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/nobel-prize-2020-in-physics.png\")
<\/a><\/p>\nAby w pe\u0142ni zrozumie\u0107 ten temat, musimy zna\u0107 kilka podstawowych poj\u0119\u0107 na temat czarnych dziur, takich jak \"Czym jest czarna dziura?\"; \"Jak s\u0105 zbudowane? Gdzie mo\u017cemy tak\u0105 znale\u017a\u0107?\"<\/p>\n
Pierwsz\u0105 rzecz\u0105, kt\u00f3r\u0105 musimy wiedzie\u0107, jest poj\u0119cie u\u017cywane w wielu tematach z dziedziny astronomii, czyli poj\u0119cie czasoprzestrzeni. Czasoprzestrze\u0144 to czterowymiarowa rozmaito\u015b\u0107, trzy wymiary przestrzeni i jeden wymiar czasu, w uk\u0142adzie wsp\u00f3\u0142rz\u0119dnych mamy (x,y,z,t). Interesuj\u0105cym faktem jest to, \u017ce pojedynczy punkt w tym uk\u0142adzie wsp\u00f3\u0142rz\u0119dnych nazywany jest zdarzeniem. W ten spos\u00f3b otrzymujemy definicj\u0119 czarnej dziury.<\/p>\n
Czarna dziura to obszar czasoprzestrzeni<\/strong> gdzie grawitacja jest tak silna, \u017ce \u017caden gaz, py\u0142, cz\u0105steczka czy nawet \u015bwiat\u0142o nie mo\u017ce si\u0119 od niej uwolni\u0107! Wszystkie one s\u0105 SILNIE przyci\u0105gane przez si\u0142\u0119 grawitacji do czarnej dziury i znikaj\u0105, udaj\u0105c si\u0119 do miejsca, kt\u00f3re pozostaje nieznane nawet dzi\u015b dla naukowc\u00f3w. Interesuj\u0105ce jest to, \u017ce je\u015bli nawet \u015bwiat\u0142o nie mo\u017ce uwolni\u0107 si\u0119 od tej si\u0142y, niemo\u017cliwe jest zobaczenie czarnej dziury, a nawet dowiedzenie si\u0119, gdzie ona jest. To tak, jakby\u015b pr\u00f3bowa\u0142 zobaczy\u0107 czarny obiekt na czarnym tle, nie mo\u017cesz go zobaczy\u0107, a je\u015bli to zrobisz, jest to bardzo trudne. Jak wi\u0119c naukowcy to robi\u0105?<\/p>\n Teoretycznie czarne dziury powstaj\u0105 zwykle, gdy bardzo masywna gwiazda, znacznie ci\u0119\u017csza od S\u0142o\u0144ca, zapada si\u0119 pod koniec swojego \u017cycia. Masa jest bardzo wa\u017cnym czynnikiem decyduj\u0105cym o tym, czy martwa gwiazda przekszta\u0142ci si\u0119 w czarn\u0105 dziur\u0119, czy w gwiazd\u0119 neutronow\u0105. Taka supermasywna gwiazda jest \u015bci\u015bni\u0119ta w bardzo ma\u0142ej przestrzeni z powodu grawitacji i aby utworzy\u0107 czarn\u0105 dziur\u0119, ta zwarta masa mo\u017ce deformowa\u0107 czasoprzestrze\u0144, zgodnie z og\u00f3ln\u0105 teori\u0105 wzgl\u0119dno\u015bci.<\/p>\n Ta deformacja czasoprzestrzeni tworzy si\u0142\u0119 przyspieszenia grawitacyjnego skierowan\u0105 do \u015brodka g\u0119stego cia\u0142a. Z powodu tej si\u0142y gaz i cz\u0105stki znajduj\u0105ce si\u0119 w pobli\u017cu czarnej dziury zaczynaj\u0105 nabiera\u0107 pr\u0119dko\u015bci obrotowej, b\u0119d\u0105c si\u0142\u0105 przyci\u0105gane do czarnej dziury. Zjawisko to nazywane jest Dysk akrecyjny<\/strong>.<\/p>\n Ta si\u0142a grawitacji i tarcia powoduje, \u017ce wszystkie gazy i cz\u0105stki z \u0142adunkami elektrycznymi generuj\u0105 nie tylko wzrost temperatury, ale tak\u017ce promieniowanie elektromagnetyczne o r\u00f3\u017cnych cz\u0119stotliwo\u015bciach, takich jak podczerwie\u0144 lub promieniowanie rentgenowskie. Dzi\u0119ki tej niesamowitej charakterystyce czarna dziura mo\u017ce by\u0107 \"widziana\". To dobrze, ale nie u\u0142atwia pracy naukowca w 100 procentach, masz cz\u0119stotliwo\u015b\u0107, kt\u00f3r\u0105 mo\u017cesz \u015bledzi\u0107, ale nadal nie mo\u017cesz powiedzie\u0107 \"o patrz, czarna dziura tam na niebie\". Nie mo\u017cemy traktowa\u0107 \u015bwiat\u0142a czarnej dziury na r\u00f3wni ze zwyk\u0142\u0105 gwiazd\u0105; bardzo si\u0119 od siebie r\u00f3\u017cni\u0105. Ale dobr\u0105 wiadomo\u015bci\u0105 jest to, \u017ce czarny obiekt z pocz\u0105tku jest teraz lekko o\u015bwietlony na czarnym tle.<\/p>\n Na pierwszym zdj\u0119ciu czarnej dziury widzimy dysk akrecyjny. Czarna dziura w tym przypadku jest 6,5 miliona razy ci\u0119\u017csza od naszego S\u0142o\u0144ca i znajduje si\u0119 w galaktyce Messier 87, 53 miliony lat \u015bwietlnych od Ziemi. Uzyskanie tego obrazu by\u0142o mo\u017cliwe dzi\u0119ki pracy o\u015bmiu r\u00f3\u017cnych teleskop\u00f3w na ca\u0142ym \u015bwiecie, Event Horizon Telescope i kilku innych misji teleskop\u00f3w kosmicznych, kt\u00f3re razem przechwyci\u0142y w tym samym czasie dane z M87, w kwietniu 2017 roku. Ka\u017cdy z nich przechwyci\u0142 inne dane z czarnej dziury, a nast\u0119pnie wszystko zosta\u0142o z\u0142o\u017cone razem, tworz\u0105c obraz. Mo\u017ce si\u0119 to wydawa\u0107 \u0142atwe i jednoetapowe, ale naukowcy musieli ci\u0119\u017cko pracowa\u0107, aby w pe\u0142ni zrozumie\u0107 wszystkie dane i jak sobie z nimi radzi\u0107, jakiego algorytmu u\u017cy\u0107 i jak go wykorzysta\u0107.<\/p>\n W artykule opublikowanym w 1997 roku Genzel wykaza\u0142, \u017ce zebrane dane z pi\u0119ciu r\u00f3\u017cnych lat, od 1992 do 1996 roku, wychwytuj\u0105 szybko poruszaj\u0105ce si\u0119 gwiazdy w bezpo\u015brednim s\u0105siedztwie Sgr A* oraz \u017ce bardzo du\u017ca i ci\u0119\u017cka ciemna masa znajduje si\u0119 w \u015brodku tych gwiazd. \"Nie ma stabilnej konfiguracji normalnych gwiazd, pozosta\u0142o\u015bci gwiezdnych lub byt\u00f3w subgwiezdnych o tej g\u0119sto\u015bci\" - czytamy w artykule (GENZEL et al., 1997). Podsumowuj\u0105c, \"w j\u0105drze Drogi Mlecznej musi znajdowa\u0107 si\u0119 masywna czarna dziura\".<\/p>\n W innym artykule opublikowanym w 1998 r. przez Gheza, dwuletnie badanie wykry\u0142o ten sam wz\u00f3r poruszaj\u0105cych si\u0119 pocz\u0105tk\u00f3w w tym samym miejscu, jak stwierdzono w artykule \"szczyty zar\u00f3wno g\u0119sto\u015bci powierzchniowej gwiazd, jak i dyspersji pr\u0119dko\u015bci s\u0105 zgodne z po\u0142o\u017ceniem kandydata na czarn\u0105 dziur\u0119 (jeszcze wtedy kandydata) Sgr A*\" (GHEZ i in., 1998). Obrazy wykorzystane w badaniu zosta\u0142y uzyskane w bliskiej podczerwieni, rodzaju cz\u0119stotliwo\u015bci emitowanej przez dysk akrecyjny.<\/p>\n Oto kr\u00f3tka lista tych artyku\u0142\u00f3w:<\/p>\n GENZEL, R. et al. O naturze ciemnej masy w centrum Drogi Mlecznej. <\/span>Wiadomo\u015bci miesi\u0119czne Kr\u00f3lewskiego Towarzystwa Astronomicznego<\/b>, v. 291, n. 1, s. 219-234, 11 out. 1997.<\/span><\/p>\n GHEZ, A. M. et al. High Proper-Motion Stars in the Vicinity of Sagittarius A\\ast: Dowody na istnienie supermasywnej czarnej dziury w centrum naszej Galaktyki. <\/span>The Astrophysical Journal<\/b>, v. 509, n. 2, s. 678-686, grudzie\u0144 1998.<\/span><\/p>\n GHEZ, A. M. et al. Pomiar odleg\u0142o\u015bci i w\u0142a\u015bciwo\u015bci centralnej supermasywnej czarnej dziury Drogi Mlecznej za pomoc\u0105 orbit gwiezdnych. <\/span>The Astrophysical Journal<\/b>, v. 689, n. 2, s. 1044-1062, grudzie\u0144 2008.<\/span><\/p>\n Czy\u017c wszech\u015bwiat nie jest pi\u0119kny?<\/p>\n Wszystko to jest ju\u017c niesamowite, ale wci\u0105\u017c jest wiele do zrobienia, jak powiedzia\u0142 David Haviland, przewodnicz\u0105cy Komitetu Noblowskiego w dziedzinie fizyki \"... te egzotyczne obiekty wci\u0105\u017c stawiaj\u0105 wiele pyta\u0144, kt\u00f3re b\u0142agaj\u0105 o odpowiedzi i motywuj\u0105 przysz\u0142e badania. Nie tylko pytania o ich wewn\u0119trzn\u0105 struktur\u0119, ale tak\u017ce pytania o to, jak przetestowa\u0107 nasz\u0105 teori\u0119 grawitacji w ekstremalnych warunkach w bezpo\u015brednim s\u0105siedztwie czarnej dziury\". I my tu b\u0119dziemy, z niecierpliwo\u015bci\u0105 czekaj\u0105c na kolejn\u0105 przerw\u0119! Tymczasem dzi\u0119kujemy tegorocznym Laureatom Roger Penrose, Reinhard Genzel<\/strong> oraz Andrea Ghez<\/strong>Jeste\u015b niesamowity!<\/p>\n Je\u015bli chcesz r\u00f3wnie\u017c przeczyta\u0107 o pracy Rogera Penrose'a, oto kilka artyku\u0142\u00f3w opisuj\u0105cych jego prac\u0119. Jeden z nich zosta\u0142 opublikowany razem z legendarnym Stephen Hawking<\/a>. Mo\u017cesz r\u00f3wnie\u017c sprawdzi\u0107 te artyku\u0142y tutaj:<\/p>\n HAWKING, S.; PENROSE, R. Natura przestrzeni i czasu. American Journal of Physics<\/strong>, v. 65, n. 7, p. 676-676, 1 jul. 1997.<\/p>\n EHLERS, J.; RINDLER, W.; PENROSE, R. Zachowanie energii jako podstawa mechaniki relatywistycznej. II. American Journal of Physics, v. 33, n. 12, p. 995-997, 1 dez. 1965.<\/p>\n NEWMAN, E.; PENROSE, R. An Approach to Gravitational Radiation by a Method of Spin Coefficients. Journal of Mathematical Physics, v. 3, n. 3, p. 566-578, 1 maio 1962.<\/p>\n PENROSE, R.; RINDLER, W. Energy Conservation as the Basis of Relativistic Mechanics. American Journal of Physics, v. 33, n. 1, s. 55-59, 1 stycznia 1965.<\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n