今年のノーベル物理学賞は、ブラックホールに関する研究により3人の科学者に授与された。 イギリスの宇宙論者ロジャー・ペンローズ氏が半分を受賞し、残りの半分をドイツの天体物理学者ラインハルト・ゲンゼル氏とアメリカの天体物理学者アンドレア・ゲズ氏が分けることになりました。 ゲズ氏は、由緒ある物理学賞を受賞した史上4人目の女性です。
「今年の賞は、宇宙の最も暗い秘密についてです」と、スウェーデン王立科学アカデミー事務総長のGöran K. Hansson氏は記者会見で述べました。 また、ゲズとゲンゼルは「銀河の中心にある超巨大なコンパクト天体の発見」に対して受賞しました。 ノーベル物理学賞委員会の物理学者であるウルフ・ダニエルソン氏は、このイベントで、ブラックホールを作るには、「太陽を数キロメートルの大きさに圧縮するか、地球を豆粒の大きさに押し縮める必要がある」と述べました。 ブラックホールの中心には「特異点」があり、重力によって物質が無限の密度に圧縮され、「事象の地平線」によって覆われ、その先に落ちてきたものは外の広い宇宙には戻ってこられない。 科学者たちは何世紀にもわたってその存在を推測してきたが、そのような極端な物体が現実に存在するかどうかは不明であった。 しかし、スティーブン・ホーキング博士と共に研究し、現在はオックスフォード大学の名誉教授である物理学者ペンローズ氏は、1965年に、アインシュタインの理論と一致する、安定した強固なプロセスで形成されるブラックホールが「本当に存在するかもしれないと数学的に示した」と、スウェーデンのKTHロイヤル技術研究所の物理学者で物理賞の委員長であるデビッド・ハビランド氏は記者に述べました。
「ペンローズとホーキングは、ある種の星にとって、ブラックホールは星の崩壊のかなり避けられない結果であることを証明しました」と、ドイツのフランクフルト高等研究所の理論物理学者であるサビーネ・ホッセンフェルダーは述べています。 「この画期的な研究以前は、ほとんどの物理学者が、ブラックホールは一般相対性理論に登場する数学的な珍奇現象にすぎず、現実には存在しないと考えていました。 しかし、ブラックホールは恒星の崩壊を避けることが難しく、宇宙にはたくさんあるはずだということがわかったのです……」。 ブラックホール発見の物語は、自然を理解するための探求において、純粋数学がいかに強力であるかを鮮明に示しています」
ペンローズのブラックホール研究は、一般相対性理論におけるその可能性を証明するだけではありませんでした、とハーバード大学の宇宙物理学者でブラックホール構想のディレクターでもあるアヴィ・ローブは指摘します。 ペンローズはまた、回転するブラックホールからエネルギーを取り出す方法を示した。いわゆるペンローズプロセスは、遠い昔の銀河の中心部にある貪欲なブラックホールと結びついた超高光度天体、クエーサーの動力源として重要な役割を果たすと考えられている。 ペンローズの「宇宙検閲仮説」は、「アインシュタインの理論が破綻するブラックホールに付随する特異点の病理から、宇宙全体の未来を予測する我々の能力を救ってくれる…」とローブ氏は言う。 ちょうどラスベガスのように、「事象の地平線の内側で起こることは、事象の地平線の内側に留まる」のです」
ペンローズ、ホーキング、その他の理論家がブラックホールの物理基盤を体系化している間、観測天文学者はこのエキゾチックな天体をこれまで以上に詳細に探索し研究していました。 ドイツのガルヒンクにあるマックス・プランク地球外物理学研究所の赤外線天文学ディレクターであるゲンゼル氏とカリフォルニア大学ロサンゼルス校の教授であるゲズ氏は、それぞれ独立した研究チームを率いて、強力な赤外線望遠鏡と補償光学を使って塵に覆われた天の川の中心を覗いていたのです。 そこで両チームは、謎の中心暗黒星雲の周りに星が群がっているのを目撃しました。この未知の天体は、星の動きから太陽400万個分の質量を持っていると思われました。 ダニエルソン氏は、「超巨大ブラックホール以外に説明はありません」と語りました。
主にハッブル宇宙望遠鏡によるその後の観測で、観測可能な宇宙のほとんどの大きな銀河の中心に、このような大規模なブラックホールが潜んでいることが明らかになりました。 この観測は、これらの天体が、単なる天体物理学的な難解さとは程遠く、おそらく宇宙の大規模構造を構成する最も重要な要素であることを示唆しています。
「科学はとても重要で、物理世界の現実を提示することは、人間として重要です」と、受賞を知ったゲーズは記者とのインタビューの中で述べています。 「ブラックホールの内部がどうなっているのか、私たちはまったく知らないのです……。 ブラックホールは、私たちが理解している物理法則の崩壊を象徴しているのです。 それが陰謀の一部であり、私たちはまだ知らないのです」
ゲンゼル氏とゲズ氏のチームは、「いて座A*」と呼ばれる天の川の中心の超巨大ブラックホールについて新しい発見をし続けており、例えば、忘却の彼方に渦巻くように輝きを放つ過熱ガスの塊などを発見しています。 レーザー干渉計重力波観測装置（LIGO）や「おとめ座」干渉計などの新しい装置では、重力波と呼ばれる時空の波紋を検出することによって、ブラックホールのペアが合体する様子を研究している。 また、現在進行中の「いて座A*」の電波観測や、地球全体を覆うイベントホライズン望遠鏡（EHT）による近傍銀河M87の別の超巨大天体の観測は、これらの宇宙の怪物の画期的なクローズアップ画像を生み出しているのです。
「これは、単に古い冒険が勝利の結末を迎えたということではありません」とダニエルソン氏は述べました。 「これは新しい冒険の始まりなのです。 私たちがブラックホールの地平線にますます近づいていくにつれて、自然は新たな驚きを用意しているかもしれないのです」
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