نوبل فیزیک و شیمی ۲۰۲۰: سیاهچالهها و قیچی ژنتیکی
نوبلیستهای فیزیک امسال چه کشف مهمی داشتند و چرا ۳ تا از نوبلهای فیزیک در ۴ سال اخیر به کیهانشناسها و اخترفیزیکدانها تعلق گرفته است؟
این روزها مشغلههای فراوان و درگیریهای روزمره شاید مجالی برای کنجکاویهای قدیمیمان باقی نگذاشته باشد و از کنار خبرها و تیترهای مرتبط با علم به سرعت عبور کنیم و زمانی برایش خرج نکنیم، اما به لطف فیلمها و داستانهای علمی تخیلی، ماجرای سیاهچالهها و رفتارهای مرموز و شگفت انگیزشان شاید هنوز جذابیتهای زیادی برای خیلیها داشته باشد. سرگذشت ستارههای سنگین وزنی که خاموش شدهاند، ولی همچنان فعالیتها و ویژگیهای هولناکی از خود به نمایش میگذارند حتی برای کسانی که فیزیک را دوست ندارند هم جالب است.
از شنبه تا پنجشنبهای که گذشت، هفته اعلام جوایز نوبل بود. سهشنبه (۶ اکتبر، ۱۵ مهر) جایزه نوبل فیزیک اعلام شد و اتفاق جالب این بود که فیزیکدانهایی که سالهای زیادی از عمرشان را روی سیاهچالههای فضایی گذاشته بودند، این جایزه مهم و ارزشمند را به خانه بردند. دستاوردهایی که در حوزه سیاهچالهها حتی فراتر از نظریات اینشتین محسوب میشود. در پرونده امروز زندگی سلام، نگاهی به کارهای تحقیقاتی برندگان نوبل فیزیک امسال میاندازیم که تقریبا مهمترین جایزه در بین دیگر رشتههاست و سری میزنیم به سیاهچالهها و جاذبه باورنکردنیشان و در نهایت در یک مطلب کوتاه به سراغ آلفرد نوبل میرویم تا ببینیم چه شد که نامش بر بزرگترین و مهمترین جایزه علمی دنیا ماندگار شد. با ما همراه باشید.
در سیاهچاله چه خبر است؟
«برندگان امسال اسراری را در تاریکترین گوشه جهان ما کشف کردهاند، اما این فقط یک ماجراجویی قدیمی نیست که حالا به نتیجه پیروزمندانه خود رسیده باشد بلکه شروع جدیدی است. هرچه بیشتر به افق سیاهچالهها نزدیک شویم، طبیعت ممکن است شگفتیهای جدیدی را در چنته داشته باشد». این جملات را که حاکی از اهمیت سیاهچالهها برای آینده فیزیک و کیهانشناسی است «اولف دانیلسن» استاد فیزیک دانشگاه اوپسالای سوئد در مراسم معرفی برندگان نوبل فیزیک ۲۰۲۰ گفته است.
سیاهچالهها هر قدر هم حیرت آور و شگفت انگیز باشند، اما باید باور کنید که زمانی برای خودشان ستارهای بودند. آنها که کمی با دنیای نجوم آشنا باشند یا هر از گاهی پروندههای چاپ شده در «زندگی سلام» در همین باره را پیگیری کرده باشند، میدانند که ستارهها هم مثل ما آدمها زندگی میکنند، یعنی متولد میشوند، دوره کودکی و نوجوانی را پشت سر میگذارند، بیشترین سالهای زندگیشان در دوره جوانی میگذرد و کمکم میافتند توی سرازیری عمرشان و میان سالی و پیری را تجربه میکنند. فقط نکته مهم این جاست که دورههای مختلف زندگیشان و این که عمرشان چقدر و چطور بگذرد به جرمشان بستگی دارد، اگر سنگین وزن باشند و پر جرم، سالهای پایانی حیاتشان بسیار پر حادثه و هولناک است.
ستارهها راکتورهای همجوش عظیمی هستند که در خود میجوشند و به دو دلیل تمایل بسیار زیادی برای فروپاشی دارند؛ به شدت بزرگ هستند و از گاز تشکیل شدهاند. این دو عامل کافی است تا میدان گرانشی شدیدی شکل بگیرد و ستاره را از درون منهدم کند. بار دیگر که خورشید را در آسمان دیدید، به این فکر کنید که همان لحظه در سطح خورشید میلیونها اتم در حال همجوشی با یکدیگر هستند تا هسته اتمهای سنگینتر را بسازند و هر چه این فعالیت ادامه مییابد، خورشید پیرتر و پیرتر میشود تا در نهایت سوختش پایان مییابد و به روزهای نهایی عمرش نزدیک میشود.
به محض اینکه ستاره از پا در میآید، واکنش همجوشی هستهای متوقف میشود چراکه سوخت مدنظر دیگر تمام شده و چیزی برای سوختن و انفجار وجود ندارد. در همین حال، نیروی انفجاری به صفر میرسد، اما نیروی جاذبه سر جای خود باقی میماند؛ بنابراین با قدرت هر چه تمامتر ستاره را به درون میکشد. ستاره که فشرده میشود به تدریج داغ و منفجر میشود که طی آن مواد و اشعهها به درون فضا پرتاب میشوند. آن چه باقی میماند، هسته بسیار فشرده و عظیمی است که به آن سیاهچاله گفته میشود. گرانش هسته در این قسمت به قدری بالاست که حتی نور هم نمیتواند از دست آن فرار کند.
نوبلیستهای فیزیک امسال چه کشف مهمی داشتند و چرا ۳ تا از نوبلهای فیزیک در ۴ سال اخیر به کیهانشناسها و اخترفیزیکدانها تعلق گرفته است؟
این روزها مشغلههای فراوان و درگیریهای روزمره شاید مجالی برای کنجکاویهای قدیمیمان باقی نگذاشته باشد و از کنار خبرها و تیترهای مرتبط با علم به سرعت عبور کنیم و زمانی برایش خرج نکنیم، اما به لطف فیلمها و داستانهای علمی تخیلی، ماجرای سیاهچالهها و رفتارهای مرموز و شگفت انگیزشان شاید هنوز جذابیتهای زیادی برای خیلیها داشته باشد. سرگذشت ستارههای سنگین وزنی که خاموش شدهاند، ولی همچنان فعالیتها و ویژگیهای هولناکی از خود به نمایش میگذارند حتی برای کسانی که فیزیک را دوست ندارند هم جالب است.
از شنبه تا پنجشنبهای که گذشت، هفته اعلام جوایز نوبل بود. سهشنبه (۶ اکتبر، ۱۵ مهر) جایزه نوبل فیزیک اعلام شد و اتفاق جالب این بود که فیزیکدانهایی که سالهای زیادی از عمرشان را روی سیاهچالههای فضایی گذاشته بودند، این جایزه مهم و ارزشمند را به خانه بردند. دستاوردهایی که در حوزه سیاهچالهها حتی فراتر از نظریات اینشتین محسوب میشود. در پرونده امروز زندگی سلام، نگاهی به کارهای تحقیقاتی برندگان نوبل فیزیک امسال میاندازیم که تقریبا مهمترین جایزه در بین دیگر رشتههاست و سری میزنیم به سیاهچالهها و جاذبه باورنکردنیشان و در نهایت در یک مطلب کوتاه به سراغ آلفرد نوبل میرویم تا ببینیم چه شد که نامش بر بزرگترین و مهمترین جایزه علمی دنیا ماندگار شد. با ما همراه باشید.
در سیاهچاله چه خبر است؟
«برندگان امسال اسراری را در تاریکترین گوشه جهان ما کشف کردهاند، اما این فقط یک ماجراجویی قدیمی نیست که حالا به نتیجه پیروزمندانه خود رسیده باشد بلکه شروع جدیدی است. هرچه بیشتر به افق سیاهچالهها نزدیک شویم، طبیعت ممکن است شگفتیهای جدیدی را در چنته داشته باشد». این جملات را که حاکی از اهمیت سیاهچالهها برای آینده فیزیک و کیهانشناسی است «اولف دانیلسن» استاد فیزیک دانشگاه اوپسالای سوئد در مراسم معرفی برندگان نوبل فیزیک ۲۰۲۰ گفته است.
سیاهچالهها هر قدر هم حیرت آور و شگفت انگیز باشند، اما باید باور کنید که زمانی برای خودشان ستارهای بودند. آنها که کمی با دنیای نجوم آشنا باشند یا هر از گاهی پروندههای چاپ شده در «زندگی سلام» در همین باره را پیگیری کرده باشند، میدانند که ستارهها هم مثل ما آدمها زندگی میکنند، یعنی متولد میشوند، دوره کودکی و نوجوانی را پشت سر میگذارند، بیشترین سالهای زندگیشان در دوره جوانی میگذرد و کمکم میافتند توی سرازیری عمرشان و میان سالی و پیری را تجربه میکنند. فقط نکته مهم این جاست که دورههای مختلف زندگیشان و این که عمرشان چقدر و چطور بگذرد به جرمشان بستگی دارد، اگر سنگین وزن باشند و پر جرم، سالهای پایانی حیاتشان بسیار پر حادثه و هولناک است.
ستارهها راکتورهای همجوش عظیمی هستند که در خود میجوشند و به دو دلیل تمایل بسیار زیادی برای فروپاشی دارند؛ به شدت بزرگ هستند و از گاز تشکیل شدهاند. این دو عامل کافی است تا میدان گرانشی شدیدی شکل بگیرد و ستاره را از درون منهدم کند. بار دیگر که خورشید را در آسمان دیدید، به این فکر کنید که همان لحظه در سطح خورشید میلیونها اتم در حال همجوشی با یکدیگر هستند تا هسته اتمهای سنگینتر را بسازند و هر چه این فعالیت ادامه مییابد، خورشید پیرتر و پیرتر میشود تا در نهایت سوختش پایان مییابد و به روزهای نهایی عمرش نزدیک میشود.
به محض اینکه ستاره از پا در میآید، واکنش همجوشی هستهای متوقف میشود چراکه سوخت مدنظر دیگر تمام شده و چیزی برای سوختن و انفجار وجود ندارد. در همین حال، نیروی انفجاری به صفر میرسد، اما نیروی جاذبه سر جای خود باقی میماند؛ بنابراین با قدرت هر چه تمامتر ستاره را به درون میکشد. ستاره که فشرده میشود به تدریج داغ و منفجر میشود که طی آن مواد و اشعهها به درون فضا پرتاب میشوند. آن چه باقی میماند، هسته بسیار فشرده و عظیمی است که به آن سیاهچاله گفته میشود. گرانش هسته در این قسمت به قدری بالاست که حتی نور هم نمیتواند از دست آن فرار کند.