Explicado: Nobel de física de agujeros negros - Septiembre 2022
Roger Penrose, de 89 años, gana un premio muy atrasado por demostrar la existencia de agujeros negros. Lo comparte con Andrea Ghez y Reinhold Genzel, quienes establecieron que hay un enorme agujero negro en el centro de la Vía Láctea.
Un agujero negro. Tres científicos ganaron el Premio Nobel de Física el martes 6 de octubre de 2020 por establecer la extraña realidad de los agujeros negros. (Event Horizon Telescope Collaboration / Observatorios de Maunakea a través de AP) En 1997, el famoso astrofísico indio Jayant Narlikar organizó una charla pública para un físico matemático británico visitante en un auditorio en el centro de Pune. Contrariamente a lo esperado, más de 5.000 personas acudieron a escuchar. Con el auditorio lleno más allá de su capacidad, hubo que cerrar las puertas. Pero la gente rompió las puertas para entrar, lo que provocó conmoción. La policía tuvo que intervenir y amenazó con arrestar a Narlikar por causar disturbios públicos.
El orador ese día no era otro que Roger Penrose, el físico teórico, matemático, filósofo de la ciencia y autor de éxito de ventas enormemente popular, ahora de 89 años de edad, quien, el martes, fue galardonado con el Premio Nobel de Física por su trabajo sobre el negro. agujeros. Penrose ganó la mitad del premio.
En el segundo año consecutivo cuando el Premio de Física ha ido a la astrofísica, la otra mitad la comparte Andrea Ghez, de 55 años, del astrónomo estadounidense y alemán Reinhold Genzel, de 68, quienes han estado trabajando de forma independiente en dos observatorios diferentes. Su trabajo a lo largo de los años, basado en observaciones independientes de dos telescopios diferentes, ha proporcionado pruebas convincentes de la presencia de un agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Ghez y Genzel, cuyo trabajo principal se produjo en la década de 1990 y principios de la de 2000, han sido considerados aspirantes al Nobel desde hace muchos años.
Desde hace mucho tiempo
Para Penrose, el honor se debió hace mucho tiempo. Su trabajo, que se ha mencionado en la cita, una confirmación de que los agujeros negros se forman y su descripción detallada, se completó en 1965.
El premio a Penrose es un poco sorprendente porque ha llegado muy tarde. De hecho, había pensado que nunca recibiría el premio, como nunca lo recibió (Stephen) Hawking, su colaborador en el trabajo sobre los agujeros negros. La mayor parte de su trabajo sobre agujeros negros se realizó en colaboración con Hawking. Los dos han tenido una larga asociación durante varias décadas. Es difícil separar el trabajo de uno del otro, dijo Somak Raychaudhury, director del Centro Interuniversitario de Astronomía y Astrofísica (IUCAA) con sede en Pune.
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Pero Penrose también tiene muchas otras contribuciones, en matemáticas, física y filosofía. Los agujeros negros forman una parte muy pequeña de su trabajo. Es realmente sorprendente que no haya obtenido el Nobel en todos estos años. Pero Hawking también fue ignorado, y ahora el reconocimiento de Penrose ha llegado solo dos años después de la muerte de Hawking. Idealmente, los dos deberían haber sido reconocidos juntos, dijo Raychaudhury, quien había tomado cursos de Penrose y Hawking como estudiante en Oxford en la década de 1980.
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(De izquierda a derecha) Reinhard Genzel, astrofísico del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre; Andrea Ghez, profesor de física y astronomía en UCLA, y Roger Penrose, de la Universidad de Oxford. (Matthias Balk / dpa, Elena Zhukova / UCLA, Danny Lawson / PA vía AP) Ghez y Genzel
Afortunadamente, Ghez y Genzel han sido reconocidos a tiempo. Las personas como yo han estado bastante convencidas de que sin duda se sentirían honradas ... El suyo es otro caso en el que no se puede reconocer a uno sin el otro, a pesar de que han estado trabajando por separado. Han estado ejecutando dos experimentos diferentes, utilizando dos telescopios diferentes, en dos países diferentes, y esencialmente han llegado a la misma conclusión, dijo.
Ghez, que dedica mucho tiempo a divulgar la ciencia y hablar sobre los agujeros negros, trabaja en el Observatorio Keck en el Mauna Kea de Hawai, y Genzel en las instalaciones del Very Large Telescope en la montaña Paranal en Chile.
Hicieron mediciones precisas de las órbitas de las estrellas más brillantes en el área considerada la mitad de la Vía Láctea, y sus estudios mostraron que las trayectorias ligeramente inusuales y la velocidad de las estrellas solo podían explicarse por la presencia de una muy masiva pero invisible. , cuerpo celestial. Ahora se sabe que es el agujero negro supermasivo de Sagitario A *, que tiene una masa cuatro millones de veces mayor que la del Sol y está confinado a un área aproximadamente del tamaño de nuestro Sistema Solar.
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Ilustración: nobelprize.org Sagitario A *
El mundo pronto podría ver cómo se ve. Sagitario A * es uno de los dos agujeros negros cuyas fotografías han sido capturadas por el proyecto Event Horizon Telescope. Los agujeros negros no emiten ni irradian nada, ni siquiera luz. Por lo tanto, no hay forma de que se pueda capturar su imagen. Pero el área justo fuera de su límite, llamada horizonte de eventos, que tiene grandes cantidades de gas, nubes y plasma girando violentamente, emite todo tipo de radiaciones, incluso luz visible.
A través de una red de telescopios gigantes, los científicos han recogido radiaciones del exterior del horizonte de sucesos del agujero negro y han recreado una imagen. El agujero negro se puede ver solo porque está encerrado dentro de un anillo en forma de rosquilla de color rojo anaranjado muy brillante en la imagen. De esta manera se capturaron imágenes de dos agujeros negros. Uno de ellos, el del agujero negro en el centro de la galaxia Messier 87, a 55 años luz de la Tierra, fue lanzado por científicos el año pasado.
La imagen de Sagitario A * todavía se estaba procesando; saldrá a la venta en unos meses.
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La conexión de Calcuta
Dibyendu Nandi de IISER, Kolkata señaló la contribución del físico indio Amal Kumar Raychaudhuri en el trabajo de Penrose y Hawking sobre los agujeros negros. Raychaudhuri, con sede en el Presidency College en Kolkata en la década de 1950, había producido resultados teóricos mientras trabajaba en la relatividad general y había creado una ecuación que lleva su nombre. Esa ecuación, y sus resultados, resultaron críticos en el trabajo que más tarde produjeron Penrose y Hawking.
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De hecho, cuando le pregunté por primera vez a Penrose si podía asistir a uno de los cursos que ofrecía, me preguntó de dónde era. Y cuando le dije que venía de la Presidencia, Kolkata, Penrose preguntó si estaba relacionado con Amal Kumar Raychaudhuri. Le dije que no, pero él me había enseñado. Hawking también estaba en la habitación, recordó Somak Raychaudhury.
No sé si Penrose y AKR (Amal Kumar Raychaudhuri) se conocieron alguna vez, porque AKR siempre tuvo su sede en Kolkata. Pero los resultados de AKR fueron algo fundamental para su propio trabajo, y lo reconocieron varias veces, dijo.