شارك العالم البريطاني بنروز جائزة نوبل في الفيزياء لهذا العام مع راينهارد جينزل وأندريا جيز ، اللذين يعملان مثله على الثقوب السوداء. تعود النظرية التي قادت بنروز إلى الحصول على الجائزة إلى عام 1964.
في هذا العام ، تقاسم جائزة نوبل في الفيزياء مع العالم البريطاني روجر بنروز ورينهارد جينزل وأندريا جيز.
حصل راينهارد جينزل وأندريا غيز على الجائزة عن عملهما التعاوني على نظرية حول الثقب الأسود ، بينما تم تكريم روجر بنروز أيضًا لعمله على الثقب الأسود الذي يعود تاريخه إلى 56 عامًا.
يعمل الكاتب والصحفي باتشين بارس على كتاب كتب فيه روجر بنروز قصة حياته.
صاغ براس لبي بي سي كيف طور بنروز العمل الذي أكسبه جائزة نوبل.
إفصاح يأتي مع زيارة صديق
شهد روجر بنروز كشفًا عن العمل الذي كان يعمل عليه أثناء زيارة صديقه إيفور روبنسون ، عالم الكونيات البريطاني الذي يعيش في الولايات المتحدة في خريف عام 1964.
في غضون ثوانٍ قليلة من عبور الاثنين أثناء سيرهما في الشارع ، أدرك بنروز إجابة سؤال حول الدوران القوي للكوازارات قبل 2.5 مليار سنة ضوئية.
Quasar هو الاسم الذي يطلق على الأجرام السماوية التي تتألق بطاقة عالية وتوصف بالمجرات في بعض الدراسات.
فكر بنروز في كيفية حدوث انهيار الجاذبية في تلك اللحظة وكيف كانت مجرة بأكملها تسحب أعمق باتجاه المركز.
كان يجب أن يكون تمامًا مثل شخص يدور حوله أثناء التزلج على الجليد ؛ ذراعا قريبة من جسده ، تدور بشكل أسرع عندما ينقبض …
سيمكنه تنوير بنروز من تطوير النظرية القائلة بأنه سيحصل على جائزة نوبل بعد 56 عامًا.
قضية التفرد
مثل العديد من الفيزيائيين الذين درسوا النظرية العامة للنسبية ، التي كشف عنها ألبرت أينشتاين في عام 1915 ، كان بنروز يفكر في مشكلة التفرد في الستينيات.
كان التصور في الخمسينيات من القرن الماضي أن نظرية أينشتاين كانت ناجحة بشكل عام ، لكن بعض تنبؤاته كانت غير محتملة وغير قابلة للاختبار.
أظهرت حساباته ، نظريًا ، أن الانهيار التثاقلي سيؤدي إلى تكوين منطقة صغيرة كثيفة للغاية ، والتي من شأنها أن تخلق تفردًا لا يستطيع حتى الضوء الهروب منه.
كانت تسمى هذه الثقوب السوداء.
ومع ذلك ، في مثل هذا التفرد ، لم يكن من المفترض أن تعمل قوانين الفيزياء كما نعرفها ولا نظرية النسبية لأينشتاين.
لذلك كان موضوعًا رائعًا للتحقيق في التفردات وفقًا لنسبية الرياضيات.
كان رأي معظم الفيزيائيين أن الكون منظم للغاية لاحتواء مثل هذه المناطق.
لقد اعتقدوا أنه حتى لو وجدت التفردات ، فلن تكون هناك طريقة لمراقبتها.
يقول Penrose إنه لفترة طويلة تم التعامل مع هذه المشكلة بريبة كبيرة ، وكان يُعتقد أنه حتى لو انهار الجسم وتحول ، فإنه سيصل مرة أخرى بسرعة.
من منظور يتعارض مع بحث روسي
وجد أولئك الذين تعاملوا مع علم الفلك الراديوي في الخمسينيات من القرن الماضي أجسامًا كونية جديدة لامعة جدًا وبعيدة جدًا وصغيرة.
تستخدم هذه الأجسام ، المسماة الكوازارات ، لإنفاق الكثير من الطاقة في منطقة صغيرة جدًا.
حتى لو بدا الأمر مستحيلاً ، فقد كشفت هذه الملاحظات الجديدة أن النجوم الزائفة المنهارة نحو التفرد كانت مجرات قديمة.
دفع هذا العالم العلمي إلى التساؤل عما إذا كانت التفردات أقرب إلى الواقع مما يبدو عليه.
اتخذ بنروز ، الذي كان يعمل في كلية بيركبيك في لندن في ذلك الوقت ، موقفًا مختلفًا عندما كان معظم العلماء يحاولون التحقيق في مواقف محددة من شأنها أن تؤدي إلى تكوين التفردات.
حاول إيجاد حلول ومبادئ وهياكل رياضية أساسية أكثر عمومية على لوح بيركبيك الطويل.
في عام 1963 ، نشرت مجموعة من المنظرين الروس بقيادة إسحاق خالاتنيكوف دراسة موازية للرؤية العامة للعالم العلمي بأن التفردات لا يمكن أن تكون جزءًا من عالمنا المادي.
اقترحوا أن سحب الغبار أو النجوم في الكون تتمدد مرة أخرى قبل أن تصل إلى نقطة التفرد.
وذكروا أنه يجب أن يكون هناك تفسير آخر للكوازارات.
من ناحية أخرى ، كان بنروز متشككًا في هذه النظرية ، معتقدًا أن الأساليب التي استخدموها لن تسمح لهم بالوصول إلى هذا الاستنتاج.
حتى زيارة صديقه عام 1964 ، لم يأت بنظرية لدحض هذا النهج.
تشكيل الثقب الأسود ومليارات العزاب في الكون
وفقًا لنظرية بنروز التي طورها بعد زيارة صديقه ، فإن أفعال مثل هذه الطاقة والحركة والانكماش ستخلق حرارة شديدة تجعل الإشعاع ينفجر في كل موجة ضوئية وفي كل اتجاه.
سوف يلمع بشكل أكثر كثافة كلما أصبح أصغر وأسرع.
توقع بنروز أن الانهيار سيستمر بلا هوادة.
خارج المركز المركز ، سيتوهج الجسم أقوى من أي نجم في مجرتنا.
في ذلك ، ينحني الضوء بزوايا مثيرة ، متقاربًا في الزمكان في جميع الاتجاهات.
سيصل في النهاية إلى نقطة لا يوجد فيها عودة للخلف ، ويتحول الضوء والمكان والزمان إلى نقطة ويشكل ثقبًا أسود.
وهكذا أوضح بنروز أن التفرد لا يتطلب ظروفًا خاصة ، وأن التفردات ليست مستحيلة ، بل لا تقاوم ، في كوننا.
لابد أنه كان هناك بلايين من التفردات في الكون.
نظرية العلم تغضب العالم
بدأ بنروز الحديث عن هذه النظرية في غضون شهرين.
في 18 يناير 1965 ، نشر مقالًا علميًا حول هذا الموضوع في مجلة Physical Review Letters.
ومع ذلك ، تم مناقشة نظرية بينروز التفرد ، وتم فضحها وانتقادها.
تحولت هذه القضية إلى نقاش ساخن في مؤتمر عقد في نهاية ذلك العام.
وقال بنروز خلال المؤتمر الذي انتهت فيه المناقشات دون حل “لم يكن الأمر ودودا للغاية. الروس كانوا منزعجين للغاية ولم يرغب الناس في الاعتراف بأنهم ارتكبوا خطأ”.
ومع ذلك ، سرعان ما تم الكشف عن وجود أخطاء في الحسابات في المقالة الروسية ، ولم تعد أطروحتهم صالحة.
في أواخر عام 1965 ، اكتسبت نظرية بنروز اهتمامًا عالميًا.
كان اختراعه بمثابة اختراق في علم الكونيات ، حيث كشف عن حقيقة عظيمة في أساس الكون.
بدأت التفردات تظهر تدريجياً أمام الجمهور كثقوب سوداء. كانت هذه هي المرة الأولى التي صاغتها فيها الصحفية العلمية الأمريكية آن إوينغ.
عملت سويًا مع الصقور
بدأ ستيفن هوكينغ أيضًا في بناء نظرياته على نظرية بنروز. كان قد عمل سابقًا على المتفرقات الثنائية معًا.
شكلت التفردات أساس كل نظرية حول طبيعة وتاريخ ومستقبل الكون.
اكتشف التجريبيون تفردات أخرى ، مثل الثقب الأسود المتراكب في مركز مجرتنا. كان هذا العمل بحثًا أجراه راينهارد جينزل وأندريا غيز ، اللذان حصلا مع بنروز على جائزة نوبل في الفيزياء هذا العام.
طور بنروز لاحقًا النظرية المطابقة لعلم الكونيات الدوري كبديل للانفجار العظيم.
في عام 2019 ، التقطت صورة لثقب أسود لأول مرة ، وكانت أول دليل مرئي على نظريات أينشتاين وبنروز التي ناقشها ذات مرة.
يقول بنروز ، 89 عامًا ، إنه فخور جدًا وسعداء بالحصول على جائزة نوبل في الفيزياء ، لكن لديه شكوى واحدة فقط: إنه يجد صعوبة في كتابة ثلاث أوراق علمية يعمل عليها حاليًا من هواتفه التي ترن باستمرار.
