Fizika bo‘yicha «Nobel» mukofoti bu yil yana astrofizikadagi kashfiyotlar uchun berildi. Uch nafar olim mukofotni o‘zaro taqsimlashdi. Rodjer Penrouzga «Nobel» qora tuynuklarning paydo bo‘lishi umumiy nisbiylik nazariyasining ishonchli bashorati bo‘lishi mumkinligini isbotlaganligi uchun berildi. Raynxard Gensel va Andrea Gez galaktikamiz markazida o‘ta massiv qora tuynukni topgani uchun sazovor bo‘lishdi. «Gazeta.uz» astrofizik Po‘lat Tajimuratovdan buning nima uchun muhimligini tushuntirishni so‘radi.
Gap nima haqida boryapti?
1915 yilda Albert Eynshteyn yangi fizik nazariyani — umumiy nisbiylik nazariyasini taklif qildi. U butun olam tortishish (gravitatsiya) hodisasini fazo-vaqtning эгрилигибилан izohladi.
Eynshteyn o‘zining nazariyasining dalillaridan biri sifatida Nyuton nazariyasi doirasida tushuntirishning iloji bo‘lmagan Merkuriy orbitasining aylanishi bo‘yicha hisob-kitoblarini taklif qildi. Keyinchalik, Eynshteyn nazariyasi 1919 yilda to‘liq quyosh tutilishi paytida Kuyosh yaqinida yorug‘lik nurlarining egriligini kuzatish orqali sinovdan o‘tkazildi.
Eynshteyn nazariyasining tenglamalari juda murakkab va ularning aniq yechimini faqat bir nechta oddiy hollar uchun olish mumkin. Bunday yechimlarning birinchisi — nemis olimi Karl Shvarsshild tomonidan olingan ifoda tabiatda qora tuynuklar — fazo-vaqtni undan xatto yorug‘lik ham chiqib keta olmaydigan darajada eguvchi o‘ta zich jismlar — mavjudligini ko‘rsatdi.
Eynshteyn Shvarsshildning yechimida hech qanday xato topmadi, lekin uni faqat matematik nuqtayi nazardan taajjubli holat deb hisobladi. Qora tuynuklar matematik jihatdan to‘g‘ri ekanligiga qaramay, ular Eynshteynning fikriga ko‘ra tabiatda mavjud bo‘lishi mumkin emas edi.
Sovrindorlar ochgan yetuk kashfiyot nimada?
1965 yilda Rodjer Penrouz matematik usullardan foydalanib, agar Eynshteyn nazariyasi to‘g‘ri bo‘lgan taqdirda, u holda katta massali yulduzlar umrining oxirida qora tuynuklarga aylanishi shartligini isbotlay oldi. Shunday qilib, agar nazariya to‘g‘ri bo‘lsa, unda qora tuynuklar haqiqatda mavjud bo‘lishi kerak.
Bundan tashqari, Penrouz qora tuynuklarning o‘zini batafsil tasvirlab bera oldi va buning uchun o‘ziga xos ilmiy «til» — Penrouz diagrammalarini yaratdi. Diagrammalar bugungi kungacha har xil turdagi qora tuynuklarni tasvirlashning eng sodda va yaqqol usuli bo‘lib qolmoqda.
Raynxard Gensel va Andrea Gez galaktikamizning markazidagi hududni — A* O‘qotarni («yulduzchali O‘qotar A» deb ataladi — tahr.) bir-biridan mustaqil ravishda 1990-yillarning boshidan beri kuzatib kelishmoqda.
Katta teleskop massivlari yordamida ular Somon Yo‘lining markaziga ulkan gaz va chang bulutlari orqali nazar tashlab, kuzatuvlar olib borishga muvaffaq bo‘lishdi. Ushbu kuzatuvlarni qayta ishlash natijalari shuni ko‘rsatdiki, galaktika markazi yaqinida yulduzlar harakatini faqat markazda nihoyatda katta massa joylashgan bo‘lsa (Quyoshdan 4,5 million marta og‘irroq) tushuntirish mumkin. Uning tortishish kuchi juda katta bo‘lishi kerak, bu yaqin yulduzlarni galaktikaning markazi atrofidi atigi bir necha o‘n yilliklar ichida bir marta aylanishga majbur qiladi. Taqqoslashimiz uchun — Quyosh har 250 million yilda bir to‘la aylanishni amalga oshiradi.
Bu kabi ob’ektning roli uchun yagona nomzodlar supermassiv qora tuynuklar edi — bu qora tuynuklarning o‘lik yulduzlardan emas, balki birlamchi modda to‘plamlaridan hosil bo‘lgan maxsus turi.
Aynan shu kashfiyotlar uchun Penrouz, Gensel va Gez Nobel mukofotiga sazovor bo‘lishdi.
Nega bunchalik kech?
Penrouz o‘z mukofotini yarim asrdan ko‘proq vaqt kutishiga to‘g‘ri keldi. Gensel va Gez bu qadar uzoq kutishmadi, lekin baribir juda ko‘p intiq bo‘lishdi. Nima uchun? Gap shundaki, yaqin vaqtgacha qora tuynuklar faqat nazariy tushunchalar bo‘lib qolaverdi. Bizning qahramonlarimiz kashfiyotlari bitta katta «agar»ga asoslangan edi: agar qora tuynuklar haqiqatan ham mavjud bo‘lsa, bularning bari haqiqat bo‘ladi.
Qora tuynuklar tabiatda yo‘qligi va Eynshteyn nazariyasi takomillashtirishlarga muhtojligining kichik bo‘lsa-da extimoli mavjud edi. Biroq, so‘nggi besh yil ichida fizikada birvarakayiga ikkita ajoyib voqea yuz berdi: gravitatsion to‘lqinlarni LIGO va VIRGO loyihalari tomonidan qayd etilishi umumiy nisbiylik nazariyasiga yana bir dalil qo‘shdi.
Bundan tashqari, Messier 87 galaktikasining markazida joylashgan supermassiv qora tuynukning suratini olgan Hodisalar gorizonti teleskopining muvaffaqiyati, tabiatda qora tuynuklar mavjudligini isbotladi. Va bu tabiiy ravishda shartli «agar»ni mustahkam ishonchga aylantirdi.
Nimaga bu biz uchun muhim?
Darhaqiqat, uzoqdagi qora tuynuklarning bizga nima qizig‘i bor? Katta yulduzlar o‘limining bizga daxldorligi qanaqa? Ushbu kashfiyotlardan bizga qandaydir amaliy foyda bormi? Hozir bu kashfiyotlarning biz uchun to‘g‘ridan-to‘g‘ri amaliy foydasi yo‘q. Ammo ma’lumotlarini olish uchun Gensel va Gez guruhlari eng qiyin masalalarni yechishlari, tasvirlarni olish texnologiyalarini takomillashtirishlari va ma’lumotlarni qayta ishlash uchun kuchli algoritmlarni ishlab chiqishlariga to‘g‘ri keldi.
Aynan ularning shu bilvosita natijalari biz uchun juda muhimdir. Natijalarning bir qismi allaqachon ko‘proq «dunyoviy» ishlarda foydalanilmoqda, qolgan qismi esa endi o‘zlashtirila boshlandi. Penrouz kashfiyoti bunday bilvosita amaliy natijalarga ega emas. Ammo agar Penrouzning aynan shu ishi bo‘lmaganida, galaktika markazi va Hodisalar gorizonti teleskopi (u bizni juda uzoq ob’ektlarni suratga olishga o‘rgatdi) tadqiqotlari bo‘lmasligi mumkin edi.
