آیا مرگ نوبل را از دستان استیون هاوکینگ ربود؟
اخیرا یکی از پیشبینی های استیون هاوکینگ بعد از گذشت حدود ۵۰ سال به اثبات رسیده است، آیا اگر این دانشمند زنده بود موفق به دریافت نوبل فیزیک می شد؟
به گزارش گوپا به نقل از ایسنا، تحقیقاتی که به تازگی در حوزه سیاهچاله ها انجام شده سبب اثبات یکی از پیشبینی های اساسی این فیزیکدان نظری شده است. اما نوبل از دسترس او خارج است.
آیا مرگ جایزه نوبل را از دستان هاوکینگ ربود؟
زمانی که این فیزیکدان برجسته در تاریخ ۱۴ مارس سال ۲۰۱۸ دار فانی را وداع گفت، داده هایی وجود داشت که می توانست یکی از پیشبینی های وی را اثبات کند. دکتر هاوکینگ بیان کرده بود که سیاهچاله ها تنها قادر به رشد و بزرگ شدن هستند و هیچگاه کوچک نمی شوند. آنها با بلعیدن اجرام آسمانی، داده های ما برای دنبال کردن تاریخچه جهان را از بین می برند.
این داده ها در سال ۲۰۱۵ به دست آمده بودند؛ زمانی که رصدخانه ی موج گرانشی با تداخل سنج لیزری یا "LIGO"، سیگنال هایی از دو سیاهچاله بزرگ که به یکدیگر برخورد کرده و سیاهچاله ی عظیم تری بوجود آورده بودند، به دست آورد.
پیشبینی دکتر هاوکینگ نخستین گام مهم در جهت ایجاد بینش هایی بود که فیزیک نوین را متحول کرده اند.
نظریه دکتر هاوکینگ تابستان سال جاری اثبات و در مجله ی "Physical Review Letters" منتشر گردید. تعدادی از پژوهشگران به رهبری "ماکسیمیلیانو ایسی"(Maximiliano Isi) فیزیکدان موسسه فناوری ماساچوست و همکارانش، سال ها به بررسی جزئیات داده های به دست آمده از رصدخانه "LIGO" پرداختند و سرانجام در ماه ژوئیه اعلام نمودند که نظریه دکتر هاوکینگ دست کم در مورد برخورد این دو سیاهچاله درست بوده است.
"متیو گیسلر"(Matthew Giesler)، محقق دانشگاه "کرنل" (Cornell)، و یکی از اعضای گروه دکتر "ایسی" در ایمیلی اظهار داشت: این آزمایشی هیجان انگیز است چونکه نتیجه آنرا نمی توان در آزمایشگاه به دست آورد. این آزمایش نیازمند مطالعه ادغام دو سیاهچاله در فاصله بیشتر از یک میلیارد سال نوری بود که بدون رصدخانه "LIGO" و آشکارسازهای آن امکان پذیر نبود.
هیچ کس ادعا نمی کند که آن چه در ذهن کمیته نوبل می گذرد را می داند و اسامی نامزدها برای ۵۰ سال به صورت یک راز باقی می ماند. اما خیلی از دانشمندان اتفاق نظر دارند که اثبات نظریه دکتر هاوکینگ می توانست او و همکارانش را حائز شرایط دریافت نوبل کند اما جایزه نوبل بعد از فوت به کسی اهدا نمی گردد و تحقیقات دکتر "ایسی" کمی دیر به نتیجه رسید.
اهدای جوایز نوبل از روز دوشنبه هفته پیش انجام شد و بعضی از دانشمندان منتظر تماس از استکهلم بودند.
دکتر هاوکینگ، بی گمان یکی از مشهورترین و پر افتخارترین محققانی است که هیچگاه برنده جایزه نوبل نشده و نخواهد شد. داستان استیون هاوکینگ یادآور آن است که چگونه این جایزه وابسته به سرنوشت بی ثبات انسان است.
افق رویداد
جهانی گنگ
داستان از سال ۱۹۷۰ شروع می شود. دکتر هاوکینگ برای خواب آماده می شد. چنین کاری برای او که تا آن لحظه نیمی از بدنش فلج شده بود و مبتلا به بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک یا لو گهریگ بود، کار دشواری بود.
او به سیاهچاله ها فکر می کرد. برپایه نظریه نسبیت عام اینشتین، سیاهچاله ها اجرامی هستند که انرژی گرانشی آنها به حدی زیاد است که حتی نور نمی تواند از آن فرار کند. آنها دریچه هایی به بی نهایت هستند.
هر سیاهچاله را یک افق رویداد احاطه کرده است. حبابی نامرئی که مرز سیاهچاله را مشخص می کند. هر چیزی که وارد سیاهچاله شود هیچگاه از آن خارج نخواهد شد. دکتر هاوکینگ دریافت که نظریه اینشتین به این معناست که افق رویداد سیاهچاله ها هیچگاه کاش نمی یابد. بر جرم سیاهچاله ها تنها افزوده می شود و سطح کلی منطقه افق رویداد تنها رشد می کند. این نظریه برجسته ای بود. با این وجود ممکن بود طبیعت این گونه رفتار نکند. ممکن بود سیاهچاله ها به دو قسمت تقسیم شوند و یا مانند حباب از بین بروند و ناپدید شوند.
ایده دکتر هاوکینگ در سال ۱۹۷۳ الهام بخش مقاله ای با عنوان " چهار قانون مکانیک سیاهچاله" شد. او این مقاله را با همکاری "جیمز باردین"(James Bardeen) که حالا در دانشگاه واشنگتن مشغول به کار است و "براندون کارتر" (Brandon Carter) که حالا در مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه به سر می برد، نوشت.
این قوانین به نظریه فیزیکی "بدون مو" ختم شد. بر اساس این نظریه، سطح منطقه افق رویداد معیاری برای اطلاعات تمام اجرام بلعیده شده توسط سیاهچاله است. همه ی اجرام برای سیاهچاله یکسان هستند و سیاهچاله ها تنها سه خصوصیت دارند: جرم، چرخش و بار الکتریکی.
موادی که سیاهچاله را ایجاد کرده اند یا موادی که به درون آن ریزش می کند، در پشت افق رویداد سیاهچاله ناپدید می شوند و برای همیشه از دسترس مشاهده ناظرین خارجی خارج می شود.
این نظریه بدان معناست که هر چه یک سیاهچاله پیرتر می شود و افق رویداد آن بزرگ تر می شود، میزان اطلاعاتی که از بین می رود هم افزایش می یابد. جهان گنگ تر شده و اطلاعات بیشتری از گذشته را پنهان می کند.
این معما در سال ۱۹۷۴ زمانی که دکتر هاوکینگ محاسبه کرد که اثرات کوانتومی سبب نشتی و انفجار سیاهچاله ها می شود، پیچیده تر شد.
کوشش برای درک اتفاقی که برای اطلاعات درون سیاهچاله ها رخ می دهد، فیزیک بنیادی را متحول کرده است و به نظریه پردازان جوان نیرو بخشیده است.
دکتر "ایسی" می گوید: همه چیز وقتی آغاز شد که هاوکینگ دریافت که منطقه ی افق رویداد هیچگاه کاهش نمی یابد. اما بدون وجود سیاهچاله هایی که بتوان آنها را مورد بررسی قرار داد، امکان آزمایش نظریه هاوکینگ وجود نداشت.
کیپ تورن
رصدخانه "LIGO"، نجات دهنده
"رصدخانه "LIGO" شرایط را تغییر خواهد داد" ، این قولی بود که "کیپ تورن"(Kip Thorne)، فیزیکدان نظری در موسسه فناوری کالیفرنیا و یکی از بنیانگذاران "LIGO" در سال ۲۰۰۳ به دکتر هاوکینگ داد.
این آرایه جدید می توانست تا سال ۲۰۱۲ زمانی که دکتر هاوکینگ ۷۰ ساله می شد خصوصیت های جدیدی از سیاهچاله ها را نمایان کند اما این مورد بیشتر طول کشید و در نهایت در ۱۴ سپتامبر سال ۲۰۱۵ رصدخانه "LIGO" نخستین رویداد خود که دو سیاهچاله درحال برخورد بود را رصد کرد.
با تطبیق الگوهای به دست آمده از امواج و شبیه سازی کامپیوتری، محققان "LIGO" به این نتیجه رسیدند که یکی از این سیاهچاله ها ۳۶ برابر و دیگری ۲۹ برابر بزرگ تر از خورشید ما است. جرم این دو سیاهچاله باهم معادل حدود ۶۲ خورشید است. این مشاهدات نه تنها وجود امواج گرانشی را تایید کردند بلکه نخستین شواهد مستقیم از وجود سیاهچاله ها بودند.
چندین روز پیش از انتشار رسمی این یافته ها، نسخه ای از آن به دست دکتر هاوکینگ رسید. او از آن که هیچ اشاره ای به چهار قانون مکانیک سیاهچاله ها نشده بود، تعجب کرد. او تماسی با دکتر "تورن"، نویسنده مقاله، گرفت.
دکتر تورن در نامه ای به همکاران خود نوشت: استیون شگفت زده شده است.
به فکر هیچ کس نرسیده بود که چهار قانون مکانیک سیاهچاله ها را بررسی کند و برای افزودن موارد جدید به مقاله دیر بود. علاوه بر آن، همانطور که دکتر "تورن" به تازگی توضیح داده است، داده های به دست آمده بسیار نویز داشتند و برای اندازه گیری اندازه سیاهچاله جدید و تایید نظریه دکتر هاوکینگ مناسب نبودند.
در سال ۲۰۱۷ دکتر "گیزلر"، که در آن زمان دانشجوی کارشناسی در موسسه فناوری کالیفرنیا بود و همکارانش از شبیه سازی عددی برخورد سیاهچاله ها استفاده کردند تا با دقت بیشتری حرکات چرخشی روز برخورد سیاهچاله ها را بررسی نمایند.
زمانی که یک سیاهچاله جدید از ادغام دو سیاهچاله ایجاد می شود، مانند یک طبل ارتعاش دارد و صدایی موزون تولید می کند که فرازنواخت یا فرونواخت است. اصوات فرازنواخت در ابتدای فرایند ادغام به طرز شگفت انگیزی بلند بودند.
دکتر گیزلر و همکارانش در سال ۲۰۱۹ با کمک این فرازنواخت ها موفق به اثبات نظریه "بدون مو" شدند.
تابستان سال جاری آنها تجزیه و تحلیل های خویش را گسترش دادند و نتیجه گرفتند که منطقه افق رویداد سیاهچاله های جدید طبق پیشبینی دکتر هاوکینگ افزایش پیدا کرده است.
رویاهای نوبل
آیا اگر دکتر هاوکینگ زنده بود موفق به دریافت این جایزه می شد؟
دکتر "تورن" در سال ۲۰۱۷ به خاطر مشارکت در ساخت رصدخانه "LIGO" موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک شد.
"اندرو استرومینگر"(Andrew Strominger) از دانشگاه هاروارد، یکی از همکاران قدیمی دکتر هاوکینگ می گوید: من در جریان نظر کمیته نوبل نیستم اما اگر هاوکینگ زنده بود می توانست این جایزه را دریافت کند. آزمایش های اخیر، این قضیه را جدی تر هم می کنند.
"دانیل هولز"(Daniel Holz)، اخترشناس دانشگاه شیکاگو که از اعضای تیم رصدخانه "LIGO" است اما در تحقیقات دکتر ایسی نقش نداشته می گوید: بی گمان این نتایج، اثباتی عینی از پیشبینی های وی است. امیدوارم کمیته نوبل این مورد را درک کرده باشد.
جوایز نوبل فیزیک همیشه سمت و سویی در جهت کشفیات عملی و تجربی داشته است و حتی اینشتین هم این جایزه را برای توضیح اثر فوتوالکتریک دریافت کرد و نه برای نظریه نسبیت با این وجود در سال ۲۰۲۰ نوبل فیزیک سمت و سوی نظری گرفت و "راجر پنروز"(Roger Penrose) از دانشگاه آکسفورد این جایزه را برای اثبات احتمال وجود سیاهچاله ها در جهان دریافت کرد.
البته او این جایزه را با دو اخترشناس راینهارد گنزل (Reinhard Genzel) از موسسه مکس پلانک و آندرا گز(Andrea M. Ghez) از دانشگاه کالیفرنیا به صورت مشترک دریافت کرد. این دو نفر سیاهچاله ای در مرکز کهکشان راه شیری را مورد مطالعه قرار داده بودند.
اما حتی اگر هاوکینگ امروز زنده بود جای گرفتن او در بین برندگان نوبل دشوار بود. نوبل به صورت معمول حداکثر به سه نفر تعلق می گیرد و در این صورت دکتر "باردین"، دکتر "کارتر" و دکتر "ایسی" چه سرنوشتی داشتند؟
دکتر هاوکینگ نخستین دانشمندی نیست که عمرش کفاف دریافت جایزه نوبل را نداد.
"مایکل ترنر"(Michael Turner)، کیهان شناس برجسته ای که حالا در بنیاد کاولی(Kavli) در لس آنجلس کار می کند در ایمیلی نوشت: به من گفته شده است که کمیته نوبل از این که جایزه ای به "ادوین هابل"(Edwin Hubble) که گسترش جهان را کشف کرد، نداده اند احساس ناراحتی و پشیمانی می کنند. او از کسانی بود که جان خویش را قبل از دریافت نوبل از دست داد.
"رابرت بروت"(Robert Brout)، فیزیکدان نظری از دانشگاه آزاد بروکسل(Université Libre de Bruxelles) به علت پیشبینی وجود بوزون هیگز که ذره اولیه بنیادین دارای جرم است می توانست به همراه همکارانش "فرانسوا انگلرت"(François Englert) و "پیتر هیگز"(Peter Higgs) از دانشگاه ادینبرو جایزه نوبل را در سال ۲۰۱۳ دریافت کند اما وی در سال ۲۰۱۱ دار فانی را وداع گفت.
"رونالد درور"(Ronald Drever) از دانشگاه گلاسگو، یکی از بنیانگذاران "LIGO" می توانست در سال ۲۰۱۷ نوبل را با دکتر "تورن" و "راینر ویس"(Rainer Weiss) از موسسه فناوری ماساچوست، شریک شود اما او اوایل همان سال دار فانی را وداع گفت. جای خالی او را "بری باریش"(Barry C. Barish) پر کرد.
دکتر هاوکینگ در کنار آیزاک نیوتن و چارلز داروین در کلیسای وست مینستر به خاک سپرده شده است. شاید این، از گذراندن یک زمستان در استکهلم هم برای او بهتر باشد.
منبع: گوپا
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب