Физика бўйича «Нобель» мукофоти бу йил яна астрофизикадаги кашфиётлар учун берилди. Уч нафар олим мукофотни ўзаро тақсимлашди. Роджер Пенроузга «Нобель» қора туйнукларнинг пайдо бўлиши умумий нисбийлик назариясининг ишончли башорати бўлиши мумкинлигини исботлаганлиги учун берилди. Райнхард Генцель ва Андреа Гез галактикамиз марказида ўта массив қора туйнукни топгани учун сазовор бўлишди. «Газета.uz» астрофизик Пўлат Тажимуратовдан бунинг нима учун муҳимлигини тушунтиришни сўради.
Гап нима ҳақида боряпти?
1915 йилда Альберт Эйнштейн янги физик назарияни — умумий нисбийлик назариясини таклиф қилди. У бутун олам тортишиш (гравитация) ҳодисасини фазо-вақтнинг эгрилигибилан изоҳлади.
Эйнштейн ўзининг назариясининг далилларидан бири сифатида Ньютон назарияси доирасида тушунтиришнинг иложи бўлмаган Меркурий орбитасининг айланиши бўйича ҳисоб-китобларини таклиф қилди. Кейинчалик, Эйнштейн назарияси 1919 йилда тўлиқ қуёш тутилиши пайтида Куёш яқинида ёруғлик нурларининг эгрилигини кузатиш орқали синовдан ўтказилди.
Эйнштейн назариясининг тенгламалари жуда мураккаб ва уларнинг аниқ ечимини фақат бир нечта оддий ҳоллар учун олиш мумкин. Бундай ечимларнинг биринчиси — немис олими Карл Шварцшильд томонидан олинган ифода табиатда қора туйнуклар — фазо-вақтни ундан хатто ёруғлик ҳам чиқиб кета олмайдиган даражада эгувчи ўта зич жисмлар — мавжудлигини кўрсатди.
Эйнштейн Шварцшильднинг ечимида ҳеч қандай хато топмади, лекин уни фақат математик нуқтайи назардан таажжубли ҳолат деб ҳисоблади. Қора туйнуклар математик жиҳатдан тўғри эканлигига қарамай, улар Эйнштейннинг фикрига кўра табиатда мавжуд бўлиши мумкин эмас эди.
Совриндорлар очган етук кашфиёт нимада?
1965 йилда Роджер Пенроуз математик усуллардан фойдаланиб, агар Эйнштейн назарияси тўғри бўлган тақдирда, у ҳолда катта массали юлдузлар умрининг охирида қора туйнукларга айланиши шартлигини исботлай олди. Шундай қилиб, агар назария тўғри бўлса, унда қора туйнуклар ҳақиқатда мавжуд бўлиши керак.
Бундан ташқари, Пенроуз қора туйнукларнинг ўзини батафсил тасвирлаб бера олди ва бунинг учун ўзига хос илмий «тил» — Пенроуз диаграммаларини яратди. Диаграммалар бугунги кунгача ҳар хил турдаги қора туйнукларни тасвирлашнинг энг содда ва яққол усули бўлиб қолмоқда.
Райнхард Генцель ва Андреа Гез галактикамизнинг марказидаги ҳудудни — A* Ўқотарни («юлдузчали Ўқотар А» деб аталади — таҳр.) бир-биридан мустақил равишда 1990-йилларнинг бошидан бери кузатиб келишмоқда.
Катта телескоп массивлари ёрдамида улар Сомон Йўлининг марказига улкан газ ва чанг булутлари орқали назар ташлаб, кузатувлар олиб боришга муваффақ бўлишди. Ушбу кузатувларни қайта ишлаш натижалари шуни кўрсатдики, галактика маркази яқинида юлдузлар ҳаракатини фақат марказда ниҳоятда катта масса жойлашган бўлса (Қуёшдан 4,5 миллион марта оғирроқ) тушунтириш мумкин. Унинг тортишиш кучи жуда катта бўлиши керак, бу яқин юлдузларни галактиканинг маркази атрофиди атиги бир неча ўн йилликлар ичида бир марта айланишга мажбур қилади. Таққослашимиз учун — Қуёш ҳар 250 миллион йилда бир тўла айланишни амалга оширади.
Бу каби объектнинг роли учун ягона номзодлар супермассив қора туйнуклар эди — бу қора туйнукларнинг ўлик юлдузлардан эмас, балки бирламчи модда тўпламларидан ҳосил бўлган махсус тури.
Aйнан шу кашфиётлар учун Пенроуз, Генцель ва Гез Нобель мукофотига сазовор бўлишди.
Нега бунчалик кеч?
Пенроуз ўз мукофотини ярим асрдан кўпроқ вақт кутишига тўғри келди. Генцель ва Гез бу қадар узоқ кутишмади, лекин барибир жуда кўп интиқ бўлишди. Нима учун? Гап шундаки, яқин вақтгача қора туйнуклар фақат назарий тушунчалар бўлиб қолаверди. Бизнинг қаҳрамонларимиз кашфиётлари битта катта «агар»га асосланган эди: агар қора туйнуклар ҳақиқатан ҳам мавжуд бўлса, буларнинг бари ҳақиқат бўлади.
Қора туйнуклар табиатда йўқлиги ва Эйнштейн назарияси такомиллаштиришларга муҳтожлигининг кичик бўлса-да эхтимоли мавжуд эди. Бироқ, сўнгги беш йил ичида физикада бирваракайига иккита ажойиб воқеа юз берди: гравитацион тўлқинларни LIGO ва VIRGO лойиҳалари томонидан қайд этилиши умумий нисбийлик назариясига яна бир далил қўшди.
Бундан ташқари, Messier 87 галактикасининг марказида жойлашган супермассив қора туйнукнинг суратини олган Ҳодисалар горизонти телескопининг муваффақияти, табиатда қора туйнуклар мавжудлигини исботлади. Ва бу табиий равишда шартли «агар»ни мустаҳкам ишончга айлантирди.
Нимага бу биз учун муҳим?
Дарҳақиқат, узоқдаги қора туйнукларнинг бизга нима қизиғи бор? Катта юлдузлар ўлимининг бизга дахлдорлиги қанақа? Ушбу кашфиётлардан бизга қандайдир амалий фойда борми? Ҳозир бу кашфиётларнинг биз учун тўғридан-тўғри амалий фойдаси йўқ. Aммо маълумотларини олиш учун Генцель ва Гез гуруҳлари энг қийин масалаларни ечишлари, тасвирларни олиш технологияларини такомиллаштиришлари ва маълумотларни қайта ишлаш учун кучли алгоритмларни ишлаб чиқишларига тўғри келди.
Айнан уларнинг шу билвосита натижалари биз учун жуда муҳимдир. Натижаларнинг бир қисми аллақачон кўпроқ «дунёвий» ишларда фойдаланилмоқда, қолган қисми эса энди ўзлаштирила бошланди. Пенроуз кашфиёти бундай билвосита амалий натижаларга эга эмас. Аммо агар Пенроузнинг айнан шу иши бўлмаганида, галактика маркази ва Ҳодисалар горизонти телескопи (у бизни жуда узоқ объектларни суратга олишга ўргатди) тадқиқотлари бўлмаслиги мумкин эди.
