שתפו בפייסבוק
שתפו כתבה במיילשליחת הכתבה באימייל

שלושה מדענים אמריקאים זכו בפרס נובל לפיזיקה על גילוי גלי הכבידה

ריינר וייס, ברי באריש וקיפ ת'ורן זכו בפרס לאחר שהצליחו לאשש בניסוי את קיומם של גלי הכבידה - תנודות במרחב-זמן - כפי שחזה אינשטיין בתורת היחסות הכללית

שתפו כתבה במיילשליחת הכתבה באימייל
מעבר לטוקבקיםכתוב תגובה
הדפיסו כתבה
עידו אפרתי
עידו אפרתי

ריינר וייס, ברי באריש וקיפ ת'ורן הם הזוכים בפרס נובל לפיזיקה לשנת 2017 על עבודתם בתחום גלי הכבידה, כך הכריזה היום (שלישי) ועדת הנובל בשטוקהולם, שבדיה. על פי נימוקי ועדת הפרס, החוקרים זכו בשל תרומתם לגלאי LIGO ותצפית של גלי הכבידה. למעשה הצליחו החוקרים לאשש את קיומם של גלי כבידה, כפי שחזה אלברט איינשטיין בתורת היחסות הכללית.

"ההתלהבות והנחישות של כל אחד מזוכי הפרס לשנת 2017 היו יקרות ערך להצלחת הפרויקט", ציינה ועדת הפרס בהודעתה. "החלוצים וייס ובאריש, והמדען והמוביל ת'ורן שהביא לסיום הפרויקט, הבטיחו כי ארבעה עשורים של מאמץ הובילו לבסוף לגילוי גלי הכבידה. גלי הכבידה הם דרך חדשה לחלוטין להתבוננות באירועים האלימים ביותר בחלל ובבדיקת גבולות הידע שלנו".

ועדת הפרס מכריזה על הזוכים, היום
ועדת הפרס מכריזה על הזוכים, היוםצילום: JONATHAN NACKSTRAND/אי־אף־

וייס, יליד גרמניה, בן 85, הוא פרופסור לפיזיקה במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) בקיימבריג', ארה"ב. באריש, יליד אומהה, בן 81, הוא פרופסור לפיזיקה מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech). ת'ורן בן ה-77 הוא פרופסור לפיזיקה תיאורטית, גם הוא מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה. שניים מזוכי הפרס השנה, וייס ות'ורן, זכו בשנה שעברה בפרס הארווי של הטכניון בחיפה על הגילוי. "לקחנו הימור גדול מאוד על טכנולוגיה שלא היה ברור אם תעבוד, והתבססנו על כספי משלמי המסים בארה"ב", אמר אז וייס בטקס.

הוועדה מתייחסת לגילוי ראיות מבוססות לקיומם של גלי כבידה ביקום – גילוי שנחשב אירוע מדעי מכונן שהתרחש ב-14 בספטמבר 2015, ודווח רשמית בפברואר 2016. גלי כבידה הם התעקמויות במרחב-זמן, שנעות בו כגלים זעירים במים.

גלי הכבידה - תנודות במארג החלל

שלב 1: היווצרות
שני חורים שחורים מתנגשים במרחק מיליארד שנות אור, ההתנגשות יוצרת גלי כבידה

שלב 2: התפשטות בחלל
הגלים נעים ויוצרים התרחבויות והתכווצויות במרחב ובזמן 

שלב 3: הגילוי
הגלים מגיעים לכדור הארץ ויוצרים שינוי מזערי באורכן של קרני לייזר במתקן הניסוי

החוקרים הצליחו "ללכוד" את גלי הכבידה שנוצרו באירוע רב־עוצמה, שהתרחש בעומק היקום: התנגשות והתמזגות של שני "חורים שחורים" גדולים. באמצעות טכנולוגיה מתקדמת הצליחו המדענים להציג ראיות חותכות לקיומם של גלי הכבידה, שעד כה היו בגדר השערה בלבד. תגליתם היוותה אישוש חשוב לתורת היחסות הכללית של איינשטיין, ופותחת צוהר חדש ומסקרן לחקר היקום על שלל תופעותיו.

כבר אז הגדירו אסטרונומים ואסטרופיזיקאים בכירים ברחבי העולם את התגלית כפריצת דרך וכ"אירוע המדעי החשוב של העשור האחרון", וכהישג טכנולוגי אדיר, שנזקף בראש ובראשונה לזכות הפיזיקה הניסויית, ואף העריכו שהדבר עשוי לזכות את החוקרים שמובילים את הניסוי בפרס נובל.

התגלית התאפשרה באמצעות מתקני הניסוי הרגישים שנבנו במיוחד למטרה זו, בשם LIGO - ראשי תיבות של "מצפה גלי כבידה באמצעות אינטרפרומטר לייזר" (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). בפרויקט שותפים למעלה מאלף חוקרים מעשרים מדינות, אשר "הצליחו יחד להגשים חזון בן 50 שנה", על פי ועדת הפרס. סרטון המסביר על הפרויקט:

פרויקט LIGO

גלי הכבידה נמדדו בשני מתקני הניסוי של הפרויקט - האחד באתר ליד האנפורד במדינת וושינגטון, והאחר בלינסטון בלואיזיאנה. צמד הגלאים הופעל באוגוסט 2015 למשך חודשיים, והניב ממצאים שעליהם התבססה התגלית.

מקור האירוע התרחש למעשה לפני 1.3 מיליארד שנה, עם התנגשות והתמזגות שני חורים שחורים - האחד שמסתו 29 פעמים מסת שמש, והשני שמסתו 36 פעמים מסת שמש. החוקרים תיארו את החורים השחורים מתפתלים זה סביב זה, מתרסקים ויוצרים חור שחור חדש, שמסתו 62 פעמים מסת שמש. בתהליך זה נוצרו, על פי החוקרים, גלי כבידה שמסבירים את העובדה שמסת החור השחור החדש היא 62 פעמים מסת שמש, ולא 65 פעמים מסת שמש (תוצאת חיבור המסה בין שני החורים שחורים). פער החסר - שלוש פעמים מסת שמש - מסביר את שחרור גלי הכבידה למרחב.

קיפ תו'רן, אחד מזוכי הפרס ומייסדי הפרויקט, תיאר עם פרסום התגלית ב-2016: "המרחב היה שקט כמו האוקיינוס השקט ואז פתאום 'סערה' – התנגשות של חורים שחורים, שנמשכה רק 20 אלפיות השנייה. באותו רגע קצר נוצרה אנרגיה של פי 50 מזו שכל כוכבים היקום ביחד. זה לקחת שלושה כוכבים - כל אחד בגודל שמש - ולהפוך אותם ברגע אחד לאנרגיה טהורה. גלי הכבידה שונים כל כך מגלי האור. אני משוכנע שנכונו לנו עוד הפתעות גדולות בחקר היקום".

"הייתי משוכנע שהם יקבלו את הפרס. זה היה הימור די בטוח", אמר ל"הארץ" פרופ' אהוד בכר מהפקולטה לפיזיקה בטכניון בחיפה. "מעבר לעובדה שהם הצליחו לאושש באופן ישיר את קיומם של גלי הכבידה שחזה אינשטיין, באמצעות המתקן שבנו למדנו על קיומם של חורים שחורים שלא הייתה לנו דרך לראות בשום דרך אחרת. זו תרומה חשובה מאד לפיזיקה של מיזוג חורים שחורים".  לדברי בכר, ארבעה מדענים זוהו עם פרויקט LIGO והצלחתו - שלושת זוכי הנובל, וכן הפיזיקאי רון דרבר הסקוטי שמת במארס השנה.

"וייס היה הניסיונאי המוביל של הפרויקט, והא זה שהציע את הניסוי לראשונה במאמר שפרסם בשנת 1972. ת'ורן גם הוא ממייסדי הפרויקט, והוא התיאורטיקן המוביל והרוח החיה", מספר בכר. בתחילת שנות השמונים הצטרף דרבר, מומחה בעל שם בתחום הלייזר שהצליח לבנות מערכת שאפשרה לייצב את גלי האור החוזרים למרחק של קילומטרים ולאפשר למעשה את רגישות המתקן. באריש שהיה שנים רבות מנהל הפרויקט הביא להשלמתו.

מאז 1901 חולק פרס נובל לפיזיקה 110 פעמים וזכו בו 204 מדענים, מתוכם רק שתי נשים. 47 פעמים זכה בפרס מועמד אחד בלבד, והגיל הממוצע של חתני הפרס עומד על 55. הזוכה הצעיר ביותר בפרס הוא לורנס בראג, שזכה בפרס בגיל 25 יחד עם אביו בשנת 1915.

בשנה שעברה הוענק הפרס לפיזיקאים התיאורטיים דיוויד תאולס, דאנקן הלדיין ומייקל קוסטרליץ, על מחקרם בתחום החומר המעובה, המקבל צורות "מוזרות". הפרס ניתן להם על "תגליות תיאורטיות של מעברי פאזה טופולוגיים ופאזות טופולוגיות של חומרים". השלושה השתמשו במודלים מתמטיים מתקדמים כדי לחקור שלבים או מצבים לא שגרתיים של החומר - כמו מוליכי־על ונוזלי־על - וגילוייהם שינו את האופן שבו מובנים בעולם המדעי. לגילוייהם חשיבות הן עבור מדעי החומר והן עבור תחום האלקטרוניקה.

אתמול נפתח שבוע ההכרזה על חתני הפרס עם הכרזת הזוכים בפרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה - שנחלק השנה בין שלושה חוקרים אמריקאים: ג'פרי הול, מייקל רוסבאש ומייקל יאנג. השלושה זכו הפרס עבור חשיפת המכניזם המולקולארי וחלבונים מרכזיים ב"שעון הביולוגי של התא" - המנגנון שאחראי לתאום בין קצב פעילות התאים לקצב ושינוי הסביבתי במהלך היממה בכל אורגניזם חי. 

תגיות:

תגובות

הזינו שם שיוצג באתר
משלוח תגובה מהווה הסכמה לתנאי השימוש של אתר הארץ