Premi Nobel de Física a l'explicació i descobriment de forats negres

2020/10/06 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Roger Penrose, Reinhard Genzel i Andrea Ghez. Ed. Fundació Nobel

La Reial Acadèmia Sueca de Ciències premiarà amb els premis Nobel de Física als autors dels dos descobriments que han estat claus per a desentranyar els secrets dels forats negres. D'una banda, Roger Penros rebrà la meitat del premi per demostrar que la teoria general de la relativitat prediu la creació de forats negres, i per un altre, Reinhard Genzec i Andrea Gheze rebran l'altra meitat per trobar un objecte supermasivo compacte en el centre de la nostra galàxia.

Serà la quarta dona a rebre el premi Nobel de Física de Guez. Li han precedit Marie Curie (1903), Maria Goeppert-Mayer (1963) i Donna Strickland (2018), i mai completament. En canvi, 207 homes han estat premiats en aquesta categoria, 47 d'ells de manera individual.

Forats negres conseqüència de la teoria general de la relativitat

L'any passat, l'astrofísica va ser el camp premiat en la categoria de Física, en concret, el reconeixement als qui han descobert els primers exoplanetes i han explicat l'evolució de l'univers. Una vegada més el premi ha tornat a l'astrofísica, donant protagonisme als forats negres. La Fundació Nobel ha destacat que Albert Einstein no sabia que existien forats negres. Al gener de 1965, deu anys després de la mort d'Einstein, el matemàtic Roger Penrose (Universitat Oxford) va demostrar que els forats negres són conseqüència directa de la teoria general de la relativitat mitjançant mètodes matemàtics. Aquest treball continua sent considerat com una de les aportacions més importants a la teoria general de la relativitat.

De fet, els forats negres són una de les conclusions més singulars de la teoria general de la relativitat. Penros va aprofitar el concepte de superfície atrapada per a explicar la naturalesa dels forats negres. En una superfície atrapada tots els raigs es dirigeixen a un centre encara que la superfície s'inclini cap a l'exterior o cap a l'interior. Utilitzant superfícies atrapades, Penrose va ser capaç de comprovar que un forat negre conserva sempre una singularitat, un límit de temps i espai. La seva densitat és infinita i fins ara no hi ha teoria per a explicar aquest estrany fenomen a través de la física.

Els conceptes matemàtics desenvolupats per Penros han estat fonamentals per a l'estudi dels forats negres i l'univers.

Un objecte supermasivo compacte en el centre de la galàxia

Reinhard Genzec (Institut Max Planc i la Universitat de Califòrnia, Berckley) i Andrea Gheze (Universitat de Califòrnia) lideren per separat equips de recerca del centre de la nostra galàxia.

Des de 1990 s'ha centrat en l'àrea de Sagitari A*. Guiats per les òrbites de les estrelles, s'han recollit fortes evidències que amaga un objecte supermasivo compacte. I l'única explicació possible és que es tracta d'un forat negre.

Des de fa més de 50 anys els físics han cregut que en el centre de la Via Làctia hi ha un forat negre. No obstant això, no aconseguien una explicació consistent. A partir de 1990, no obstant això, els telescopis gegants i els instruments avançats van permetre un millor estudi del Sagittarius A*. Genzec i Ghezi van refinar eines i tècniques per a poder realitzar estudis a llarg termini.

L'equip Genzelen va utilitzar inicialment NTT (New Technology Telescope) i després VLT (Very Large Telescope), totes dues a Xile. Ghezena va utilitzar l'observatori de Keck (Hawaii). Durant 30 anys han observat el centre de la nostra galàxia i ambdues han arribat a la mateixa conclusió: el forat negre en el centre de la galàxia té 4 milions de massa major que el Sol i es troba en una zona de grandària del nostre sistema solar. Ara, gràcies a Event Horizon Telescope, que va rebre la primera imatge d'un forat negre, tenen l'esperança de conèixer-lo encara millor.