Shkencë

Një mendim disa minutash zgjidhi koklavitjen matematikore të vrimave të zeza

Në një ditë të ftohtë shtatori në vitin 1964, Roger Penrose pati një vizitë nga një mik i vjetër. Kozmologu britanik Ivor Robinson ishte kthyer nga Dallasi ku jetonte dhe punonte, në Angli. Sa herë që takoheshin të dy, kurrë nuk u mungonin temat e bisedës.
Ndërsa ecnin pranë Kolegjit Birkbeck në Londër, ata ndaluan pak në bordurë, e kjo ndalesë në shëtitjen e tyre vijoi me një qetësi. Në atë moment, mendja e Penrose u zhyt në Univers. Ai udhëtoi 2.5 miliardë vitet mbrapa në hapësirë dhe u zhyt në masën e errët të një vorbulle hapësinore. Ai imagjinonte se si graviteti do të ndryshonte gjithçka, nëse do të tërhiqte një galaktikë të tërë në thellësi. Ashtu si një piktor që pikturon krahët afër trupit, ashtu u mendua dhe Penrose për gravitetin në univers. Ky mendim i shkurtër çoi në një zbulim që 56 vjet më vonë do ta bënte atë të fitonte Çmimin Nobel në Fizikë.
Ashtu si shumë relativistë, fizikantë teorikë që punojnë për të provuar, eksploruar dhe zgjeruar "Teorinë e Përgjithshme të Relativitetit" të Albert Ajnshtajnit, Penrose kishte kaluar fillimin e viteve 1960, duke studiuar një kontradiktë të çuditshme, të njohur si "problemi i veçantisë".
Ajnshtajni botoi "Teorinë e tij të Përgjithshme" në vitin 1915, duke revolucionarizuar kuptimin e shkencëtarëve për hapësirën, kohën, gravitetin, materien dhe energjinë. Në vitet 1950, teoria e Ajnshtajnit ishte jashtëzakonisht e suksesshme, por shumë nga parashikimet e saj ende konsideroheshin si të pamundshme dhe të paqena. Ekuacionet e tij treguan, se ishte teorikisht e mundur që graviteti e detyronte materien mjaftueshëm që të ishte e dendur duke formuar një “veçori” nga e cila as drita nuk mund të shpëtonte. Këto u klasifikuan më pas nga ekspertët si “vrima të zeza”. Por brenda një veçorie të tillë, ligjet e njohura të fizikës duke përfshirë edhe teorinë e relativitetit të Ajnshtajnit parashikuan se nuk do të dukeshin më.

Foto ilustruese

Këto vrima të zeza ishin interesante për matematicienët për këtë arsye. Sidoqoftë, shumë fizikantë ranë dakord se Universi ynë ishte shumë i rregullt për t’iu përmbajtur ideve të tilla.
"Ekzistonte një skepticizëm i madh për një kohë të gjatë. Njerëzit prisnin që të kishte një kërcim: që një objekt të rrëzohej dhe të vërtitej në një mënyrë të komplikuar dhe të zhdukej përsëri duke u kthyer në univers,”shkruan Penrose.
Në fund të viteve 1950, vëzhgimet nga fusha në zhvillim e radio-astronomisë i rrëzuan këto ide të paqarta. Astronomët më pas zbuluan objekte të reja kozmike që dukeshin se ishin shumë të ndritshme, shumë të largëta dhe shumë të vogla. Fillimisht ishin të njohura si "objekte kuazi-yjore" më vonë emri i tyre u shkurtua në "kuazarë" e këto objekte duket se shfaqnin shumë energji në një hapësirë shumë të vogël. Ndërsa, kjo dukej e pamundur, çdo vëzhgim i ri i krijonte idenë se kuazarët ishin një galaktikë tjetër.
Në Austin, Princeton, Moskë, Kembrixh, Oksford, në Afrikën e Jugut, Zelandën e Re, Indi dhe gjetkë, kozmologë, astronomë dhe matematicienë u përpoqën të gjenin një teori përfundimtare që mund të shpjegonte natyrën e kuazareve(vrimave të zeza).
“Kisha ndjenjën e fortë se me metodat që po përdornin, nuk kishte gjasa që ata të kishin arritur në një përfundim për këtë,” thotë Roger Penrose.
Shumica e shkencëtarëve iu qasën sfidës, duke u përpjekur të identifikonin rrethana tepër të specializuara, në të cilat mund të formohej një veçori. Penrose, atëherë lektor në Kolegjin Birkbeck në Londër, kishte një qasje tjetër. Instinkti i tij natyror kishte qenë gjithmonë kërkimi i zgjidhjeve të përgjithshme, parimet themelore dhe strukturat thelbësore matematikore. Ai kaloi orë të gjata në Birkbeck, duke punuar në një dërrasë të madhe të mbuluar me rrathë të diagrameve të modelit që ai mendonte se ishin në hapësirë.

Stephen Hawking dhe Roger Penrose disa vite më parë

Në vitin 1963, një ekip i teoricientëve rusë të udhëhequr nga Isaac Khalatnikov botoi një letër të mirënjohur që konfirmoi atë që shumica e shkencëtarëve ende besonin, veçoritë nuk ishin pjesë e universit tonë.
Penrose ishte skeptik.
"Unë kisha ndjenjën e fortë se me metodat që po përdornin, nuk kishte gjasa që ata të kishin arritur në një përfundim të vendosur në lidhje me të. Më dukej problemi që duhej parë në një mënyrë më të përgjithshme sesa po bënin, e cila ishte një fokus disi i kufizuar," shkruan ai.
Akoma, ndërsa ai hodhi poshtë argumentet e tyre, ende nuk mund të zhvillonte një zgjidhje të përgjithshme për problemin e veçantisë. Kjo ishte deri në vizitën që i bëri Robinson. Edhe pse Robinson gjithashtu po studionte problemin e veçantisë, dyshja nuk e diskutuan atë gjatë bisedës së tyre në atë ditë vjeshte të vitit 1964 në Londër. E gjithë kjo energji, lëvizje dhe tkurrje e masës së bashku do të krijonte një nxehtësi aq të fortë sa rrezatimi do të shpërthente në çdo gjatësi valë në çdo drejtim. Drita do të përkulet në kënde dramatike, kohë e hapësirë duke u deformuar derisa në çdo drejtim të konvertohet me njëri-tjetrin. Do të vinte një pikë pa kthim. Drita, hapësira dhe koha do të kishin të gjitha një përfundim. Një vrimë e zezë.
Në Universin tonë, gjërat e veçanta nuk ishin të pamundura. Pjesa tjetër e pasdites ishte normale, përveç që Penrose e gjeti veten me një humor jashtëzakonisht të mirë. Ai nuk mund ta kuptonte pse. Mendja e tij u kthye në atë moment heshtjeje kur po kalonte rrugën. Dhe u zhyt përsëri në universin e thellë. Ai e kishte zgjidhur atë që e kishte identifikuar në “problemin e veçantisë”.
Ai filloi të shkruajë ekuacionet, testimin, redaktimin, ri-rregullimin. Argumenti ishte ende i ashpër, por gjithçka funksionoi. Kuptimi i gravitetit kërkonte vetëm disa kushte shumë të përgjithshme, të lehtë për tu përmbushur, për të kuptuar këtë dendësi të pafund. Penrose e dinte se në atë moment duhej të kishte miliarda veçori që tregonin këtë gjë në univers. Brenda dy muajsh, Penrose kishte filluar të fliste për teoremën. Në mes të dhjetorit, ai paraqiti një letër në revistën akademike “Physical Review Letters”, e cila u botua në 18 Janar të vitit 1965 vetëm katër muaj pasi ai bëri shëtitjen me Ivor Robinson.
Përgjigja nuk ishte aq e mirë sa ai shpresonte. Teorema e Penrose u debatua dhe u hodh poshtë, ndërkohë u zhvillua më vonë dhe u bë debati kryesor në Kongresin Ndërkombëtar mbi Relativitetin e Përgjithshëm dhe Gravitetin në Londër. Por shumë vite më vonë po niste të vërtetohej.
Në vitin 2013, inxhinieri dhe shkencëtari i kompjuterëve Katie Bouman udhëhoqi një ekip studiuesish të cilët zhvilluan një algoritëm që ata shpresonin se do të lejonte fotografimin e vrimave të zeza. Në Prill të vitit 2019, teleskopi “Event Horizons” përdori atë algoritëm për të kapur imazhet e para të një vrime të zezë, duke siguruar konfirmimin vizual të teorive të diskutueshme të Ajnshtajnit dhe Penrose.
Ndërsa Penrose, tani 89 vjeç, ai shprehet i kënaqur që i është dhënë nderimi më i lartë në fizikë, Çmimi Nobel.
“Ndihem çuditshëm. Thjesht jam përpjekur të rregulloj veten. Është një nder i madh dhe ndjehem shumë i vlerësuar, ” thotë ai disa orë pas marrjes së lajmit.
Burimi:BBC/Përktheu:Gazeta “Si”


Copyright © Gazeta “Si”


Më Shumë