Har du nogensinde kigget op og funderet over, hvad der egentlig gemmer sig bag gardinerne af skyer?
Det er vi efterhånden blevet en hel del klogere på takket være en række forskere, der konstant fodrer os med fascinerende resultater om universet.
I dag blev tre af de forskere så hædret med den ypperste pris i fysikkens verden, nemlig Nobelprisen i fysik.
De tre vindere er:
- Roger Penrose, der er matematisk fysiker og professor emeritus ved Mathematical Institute, University of Oxford.
- Reinhard Genzel, professor emeritus og astrofysiker og direktør på Max Planck Insititutet.
- Andrea Ghez, astrofysiker på University of California (UCLA).
De nykronede nobelprisvindere løb med prisen, fordi de har været med til at give os en bedre forståelse for en af universets mørkeste og mest fascinerende hemmeligheder - de sorte huller.
\ Sorte huller
Et sort hul er et objekt i rummet, der er blevet presset så meget sammen af tyngdekraften, at det næsten ingenting fylder.
Som eksempel på, hvor kompakt et sort hul er, ville Jorden være lige så stor som en sukkerknald, hvis den havde samme tæthed som et sort hul.
Tyngdekraften fra et sort hul er ekstremt stærk.
Derfor kan et sort hul fange alt, som kommer for tæt på: Gas, planeter, hele stjerner og selv lyset med dets hastighed på 300.000 km/s kan ikke slippe fri.
Har bidraget på forskellige måder
Selv om de tre fysikere har modtaget én og samme pris, er det imidlertid vigtigt at forstå, at der er forskel på, hvordan de hver især har været med til at samle dele af universets puslespil, forklarer flere forskere, Videnskab.dk har talt med. Den engelske matematiske fysiker Roger Penrose er blevet hædret for sin brug af matematiske metoder til at gøre os klogere på, at sorte huller er en direkte konsekvens af Albert Einsteins generelle relativitetsteori.
\ Læs mere
Anderledes er det med Reinhard Genzel og Andrea Ghez, som har modtaget Nobelprisen for at opdage, at en usynlig og ekstremt tung genstand styrer stjernebanerne i centrum af vores galakse. Noget, der kun kan forklares ved at være et sort hul.»Penrose viste, at sorte huller faktisk findes i virkeligheden og ikke blot er et matematisk artefakt, mens Reinhard Genzel og Andrea Ghez' arbejde har været et langvarigt, observationelt program, dedikeret til at finde et såkaldt 'supertungt' sort hul,« siger Peter Laursen, der er astrofysiker og videnskabsformidler på Cosmic Dawn Center, der er en del af Niels Bohr Institutet og DTU.
Selve teorien bag sorte huller er mere end 90 år gammel og bygger på Einsteins generelle relativitetsteori - en teori om, hvorledes rum og tid indgår i formuleringen af fysikkens love.
Teoretikere løber sjældent med prisen
Men lad os starte med Roger Penrose, der er matematisk fysiker og professor emeritus ved Mathematical Institute, University of Oxford og født i 1931.
Professoren er ikke blot en hvem-som-helst. I 1960’erne arbejdede han sammen med fysiker Stephen Hawking om netop sorte huller.
Og i 1965 udgav Roger Penrose så et banebrydende studie, som stadig den dag i dag anses for at være et af de vigtigste bidrag til Albert Einsteins generelle relativitetsteori fra 1915.
Roger Penrose har opstillet teorier, som sandsynliggør, at Albert Einsteins mere end 100 år gamle relativitetsteori kan vise, at sorte huller kan dannes. Og det er, hvad der nu har sikret ham en plads blandt de fremmeste fysikere i historiebøgerne.
»Oftest bliver nobelpriser givet for noget eksperimentelt eller observationelt, hvor teoretikere som Penrose typisk har lidt sværere ved at få Nobelprisen. Så det i sig selv er lidt sejt,« siger Peter Laursen.
Astrofysiker Thomas Greve er helt enig med Peter Laursen og mener, at det er fuldt fortjent.
»Jeg er positivt overrasket over, at Penrose fik Nobelprisen. Han er en af de helt store matematiske fysikere i det 20. århundrede, og han er mindst på højde med Stephen Hawking. Han har virkelig lagt fundamentet for en stor del af vores teoretiske viden om sorte huller,« lyder det fra astrofysikerog lektor Thomas Greve ved Institut for Rumforskning og Rumteknologi på DTU SPACE.
Sort hul i centrum af Mælkevejen
Mindre overraskende er det imidlertid for Thomas Greve, at den amerikanske astrofysiker Andrea Ghez og den tyske astrofysiker Reinhard Genzel begge fik del i årets Nobelpris i fysik.
Både Thomas Greve og Peter Laursen fremhæver, at de to astrofysikere i grunden kan siges at være konkurrenter som i hver sin forskergruppe og siden 90’erne har observeret vores galakses centrum, Mælkevejen.
Mere specifikt har de to forskere vist, hvordan stjerner kredser rundt om et stort, sort hul i centrum af Mælkevejen og opfører sig netop sådan, som Einsteins teorier forudsagde for over 100 år siden.
»Helt grundlæggende har de opdaget et usynligt og ekstremt tung objekt i centrum af vores galakse, Mælkevejen. Den opdagelse giver i sidste ende det bedste bevis for, at der er et supermassivt hul i Mælkevejens centrum,« siger Peter Laursen til Videnskab.dk.
Ved kontinuerligt at observere stjernerne helt inde i Mælkevejens centrum henover to årtier kunne Andrea Ghez og Reinhard Genzel kortlægge deres baner og dermed beregne, hvor tungt og kompakt det centrale objekt måtte være. Medmindre vi helt har misforstået Einsteins generelle relativitetsteori, er den eneste mulige forklaring et supertungt sort hul med en masse på over fire millioner Solmasser.
Ikke til at se for bare gas og støv
Sorte huller er universets meste kompakte objekter, og tyngdekraften i sorte huller er så stor, at intet kan undslippe dem - ikke engang lys.
Derfor er det svært, nærmest umuligt, at se midten af Mælkevejen for bare skyer af gas og støvpartikler.
Det betyder, at forskerne helt tilbage fra 90'erne har foretaget en række af observationerne i infrarødt lys frem for synligt 'optisk' lys, og det er blandt andet de observationer, der er banebrydende.
»Forskerne har brugt en stor del af deres karriere på at vise, at de her store, tunge sorte huller eksisterer, hvilket de har gjort med en årrække af observationer. Det er et enormt stykke arbejde og været banebrydende i forhold til vores viden om de her sorte huller,« forklarer Peter Laursen.
Var der ikke noget med et billede?
Hvis du sidder og funderer lidt over, om der ikke blev taget et billede af et sort hul på et tidspunkt, så er du ikke helt forkert på den.
Og hvis du måske troede, at det var en vinderkandidat, så er du faktisk ikke den eneste. Peter Laursen og Thomas Greve nævner begge to Event Horizon Telescope, EHT, der i 2019 præsenterede det første billede af et sort hul, da Videnskab.dk taler med dem.
»Jeg jokede lidt med nogle kolleger om, at det ville blive EHT-projektet, der ville vinde årets Nobelpris, og jeg havde en lille formodning om, at de ville få den sammen med Andrea Ghez og Reinhard Genzel,« siger Thomas Greve.
Men i og med det allerede er etableret, at sorte huller findes, så viste de fascinerende billeder ikke som sådan noget nyt, ræsonnerer Thomas Greve.
Peter Laursen følger op og konstaterer, at han også en idé om, at billederne af de sorte huller ville løbe med en Nobelpris.
Men sådan skulle det som bekendt ikke gå.
