راجر پنروز (Roger Penrose)، ریاضی-فیزیک پیشه، نوبل فیزیک امسال را با آندریا گز (Andrea Ghez)، و رینهارد گنزل (Reinhard Genzel) که یک سیاه‌چاله‌ی عظیم در مرکز کهکشان کشف کرده‌اند، تقسیم می‌کند.

یک ریاضی-فیزیک پیشه و دو اخترشناس جایزه‌ی نوبل ۲۰۲۰ فیزیک را برای یافته‌هایی پیرامون سیاه‌چاله‌ها -عظیم‌ترین و اعجاب‌آورترین اجسام در کیهان- به خود اختصاص داده‌اند.

راجر پنروز، ریاضی- فیزیک پیشه‌ی ۸۹ ساله‌ی بریتانیایی نیمی از جایزه‌ را برای بخش نظری کار دریافت کرده است. پنروز نشان داده است که چگونه نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین به وجود سیاه‌چاله‌ها که حتی نور هم نمی‌تواند از میدان گرانشی قوی‌شان فرار کند، می‌انجامد.

از دهه‌ی ۹۰، گروه‌هایی به رهبری گز وگنزل، مدار ستاره‌های نزدیک به مرکز کهکشان را دنبال کرده‌اند. آن‌ها بنا بر این مطالعات دریافته‌اند که باید جرمی عظیم و نامرئي ستاره‌ها را به حرکاتی این چنین دیوانه‌وار وادارد. بنا بر موسسه‌ی سلطنتی علوم سوئد که جایزه را اهدا می‌کند، این جرم که با نام قوس A* (Sgr A*) خوانده می‌شود، مهمترین گواه بر وجود سیاه‌چاله‌ای سنگین در مرکز کهکشان راه شیری است.

مونیکا کولپی (Monica Colpi)، اختر-فیزیک‌دان در دانشگاه بیکوکای میلان (Milan Bicocca) در ایتالیا، معتقد است که این گروه حقیقتا شایسته‌ی دریافت جایزه بوده‌اند. او می‌گوید: «داده‌های مشاهداتی گزل و گز چشم‌گیر، و توانایی آنها در ردگیری حرکت ستاره‌ها پیرامون این جرم به راستی یگانه است.» داده‌های این گروه نشان داد که چگالی Sgr A* با میزان پیشنهادی برای سیاه‌چاله‌ها هم‌خوانی دارد.

هینو فالک (Heino Falcke)، اختر-فیزیک‌دان از دانشگاه رادباوند (Radboud) در هلند، نیز موافق است و می‌افزاید: «مشارکت آن‌ها در شناسایی قلب سیاه کهکشان بسیار مهم است.»

بنا بر گفته‌ی کارول ماندل، اختر-فیزیک‌دانی در دانشگاه بت (Bath)، در بریتانیا، پنروز «غولی در فیزیک نظری» است که چندین نسل از دانشمندان را متاثر کرده است. او اضافه می‌کند: «پنروز یک متفکر خلاق با تخیلی قوی، حس شوخ طبعی و کنجکاوی‌ای بی‌حد در مورد همه چیز است.»

گِز، از دانشگاه کالیفرنیا (California)، لوس آنجلس (Los Angeles)، چهارمین زنی است که جایزه‌ی نوبل را از آن خود ساخته است (در حقیقت کمترین تعداد برندگان زن نوبل در این شاخه است). در سال ۲۰۱۸، دونا استرکلند (Donna Strickland)، لیزر-فیزیک‌دان، به دوران ۵۵ ساله‌ی جدا ماندن زن‌ها پایان داد و به عنوان سومین زن برنده‌ی جایزه‌ی نوبل فیزیک شناخته شد.

گِز در کنفرانس مطبوعاتی گفت:‌ «من با جدیت به مسئولیت خود به عنوان چهارمین زن برنده‌ی نوبل [فیزیک] توجه دارم و امیدوار هستم که بتوانم زنان جوان را به این شاخه جذب کنم. در این شاخه لذت بسیاری وجود دارد.»

پنروز در سال ۱۹۶۵، در مقاله‌ای، نشان داده‌است که چگونه با توجه به نسبیت عام، در شرایطی خاص، شکل‌گیری سیاه‌‌چاله‌ها یا سطوحی که نور را به دام می‌اندازند، ممکن می‌شود. درون این سطوح، جرم به صورت غیربرگشت‌پذیر در میدان گرانشی رمبش می‌کند و منطقه‌ای با چگالی انرژی بی‌نهایت به نام تکینگی ایجاد می‌کند. در پژوهش‌های پیشین، این گونه به نظر می‌آمد که شرایط لازم برای این اتفاق، از منظر فیزیک ناشدنی هستند.

پنروز در بسیاری از زمینه‌های فیزیک و ریاضی مشارکت داشته است. طراحی بسیاری از اجسام هندسی پیچیده، محصول همکاری او با اشِر (M. C. Escher)، هنرمند گرافیست، می‌باشد. در دهه‌ی ۷۰ میلادی، او یک نظریه‌ی هندسی با نام الگوهای دو بعدی غیرتکرارشونده را که امروزه با نام کاشی‌کاری پنروز شناخته می‌شوند، معرفی کرد. این الگوها در طبیعت در «شبه‌کریستال‌ها» ها که موضوع کار برندگان نوبل ۲۰۱۱ شیمی بوده است، دیده می‌شوند.

ماتیلده مارکولی (Matilde Marcolli)، ریاضی-فیزیک‌پیشه در موسسه‌ی تکنولوژی کالیفرنیا (California Institute of Technology) در پاسادینا (Pasadena)، که به تازگی همکاری خود با پنروز را آغاز کرده‌است، می‌گوید: پنروس ترفندهای پیچیده‌ی ریاضی متنوعی را به دنیای فیزیک معرفی کرد و این «طرز تفکر کاملا تازه‌ای» بود.

اصغر قدیر (Asghar Qadir)، از دانشگاه دولتی پاکستان در لاهور، که دوره‌ی دکتری خود را تحت نظر پنروز و بر نظریه‌ی «فضاهای توییستور» گذرانده است، می‌گوید پنروز، در دهه‌ی ۶۰ میلادی، این نظریه‌ را به صورت خاص برای سازگار ساختن نسبیت عام و مکانیک کوانتومی معرفی کرد و به این ایده که بتوان فضا و زمان را به عنوان عناصری ثانویه و نه بنیادین در نظر گرفت، پرداخت.

این ریاضی-فیزیک‌پیشه همچنین مطالعات عمیق دیگری را با همکاری استفان هاوکینگ فقید بر انواع تکینگی انجام داد. اندریاس اکارت (Andreas Eckart)، اختر-فیزیک‌دانی در دانشگاه کلن (Cologne) آلمان، می‌گوید: «به نظر من اهدای این جایزه به پنروز، در واقع قدردانی از هاوکینگ و تیم آن‌ها، و تلاش‌شان برای ارائه تحلیل فیزیکی پدیده‌ی سیاه‌چاله‌ نیز می‌باشد.»

مهمترین نتیجه‌ی تمام این تلاش‌ها، مقالات و پروژه‌‌ها، یافتن سیاه‌چاله‌ای ابرسنگین در مرکز راه شیری بود. اکارت معتقد است که گنزل به سبب سخت‌کوشی‌اش زبانزد است. او همچنین می‌گوید: این دانشمند برجسته بسیار دقیق می‌باشد. از سوی دیگر، به نقل از توضیحی در نیچر (Nature ) در مورد ویژگی‌های اخترشناسان، در سال ۲۰۱۳، گز به سبب خوش‌خلقی و وقف خود برای کارش معروف است. اکارت نیز این گونه می‌افزاید: «او بسیار متمرکز بوده و به قلب مساله حمله می‌کند.»

تهیه خبر: سعیده هوشمندی