Poszukiwanie Talentów 2017 Maria Leszczyńska Gimnazjum nr 54
advertisement
Poszukiwanie Talentów 2017 Maria Leszczyńska Gimnazjum nr 54 w Warszawie Wywiad przeprowadzony z panem Bogdanem Hnatem wykładowcą fizyki na Uniwersytecie Warwick w Anglii. Wszystko odbyło się drogą e-mailową. Maria Leszczyńska: Czy mógłby Pan powiedzieć coś o sobie ? Bogdan Hnat: Nazywam się Bogdan Hnat. Jestem wykładowcą fizyki na Uniwersytecie Warwick w Anglii. Ukończyłem Uniwersytet Warszawski z tytułem magistra w 1992, specjalizując się w fizyce laserów i spektroskopii. W tym samym roku wyjechałem do Stanów Zjednoczonych gdzie pracowałem jako inżynier oprogramowania, między innymi w firmie Boeing, gdzie pracowałem nad oprogramowaniem wojskowego samolotu transportowegoC-17. W roku 1999 przeniosłem się do Wielkiej Brytanii, na University of Warwick w Coventry. Tutaj zrobiłem doktorat z fizyki plazmy i do dziś prowadzę badania naukowe w tej dziedzinie. Konkretniej, zajmuje się turbulencją w wietrze słonecznym, fizyką magnetosfery, falami uderzeniowymi w plazmie a także fuzją termojądrową w tokamakach. ML: Co to jest czarna dziura ? BH : Choć sam pomysł istnienia gwiazd tak masywnych, że ich oddziaływanie grawitacyjne nie pozwala na ucieczkę światła pojawił się znacznie wcześniej, czarne dziury stały się obiektem zainteresowania wielu fizyków wraz z pojawieniem się ogólnej teorii względności Einsteina. Podkreślam to, ponieważ bardzo często fizyk teoretyk, czy matematyk rozumie czarną dziurę niekoniecznie jako obiekt fizyczny lecz jako pewien typ rozwiązania równania Einsteina. Jako obiekt fizyczny, ale trzeba tu podkreślić, że nie mamy jak na razie bezpośredniego dowodu ich istnienia, czarna dziura, to obiekt o tak dużym oddziaływaniu grawitacyjnym, że fotony światła nie są w stanie wydostać się z obszaru jego oddziaływania. Obszar ten jest ograniczony powierzchnią nazywaną horyzontem zdarzeń. Światło, lub materia która znajdzie się na linii horyzontu zdarzeń nie są w stanie wydostać się z czarnej dziury. Dla matematyka, czarna dziura to typ rozwiązania równania Einsteina dla czasoprzestrzeni, która jest tak zwaną osobliwością, to znaczy rozwiązaniem, które ma skończoną masę skupioną w jednym punkcie. Rozwiązanie to znaleziono dla pustej przestrzeni w stanie spoczynku, dlatego czasami jest ono kwestionowane, jako że czarne dziury istnieją oczywiście w otoczeniu innych obiektów. ML: Jakie warunki musi spełniać gwiazda , aby stać się czarną dziurą ? BH: Aby ewolucja gwiazdy zakończyła się powstaniem czarnej dziury, przyjmuje się że gwiazda musi mieć masę od 20 do 150 razy większa niż masa Słońca. Kiedy w centrum gwiazdy skończą się elementy wykorzystywane w fuzji termojądrowej, ciśnienie promieniowania nie może dłużej przeciwstawiać się sile grawitacji i gwiazda zapada się. Proces ten generuje czasem tak dużo energii, że gwiazda w końcu wybucha i staje się supernowa. Wybuch ten odrzuca górą część atmosfery gwiazdy, a ponieważ całkowity pęd musi być zachowany, jądro gwiazdy zapada się ponownie i może powstać czarna dziura. ML: Jak daleko od Ziemi jest najbliższa czarna dziura ? BH: Najnowsze obserwacje sugerują, że najbliższa czarna dziura, zwana V616 Monocerotis znajduje się w odległości około 3000 lat świetlnych od Ziemi. Jest ona częścią układu podwójnego, w którym dwa obiekty krążą wokół siebie. Obiekt widoczny w tym układzie krąży tak szybko, że jedynym wyjaśnieniem jest to iż drugim obiektem jest czarna dziura o masie około 15 mas Słońca. Drugim bliskim obiektem bardzo dobrze znanym jest Cygnus X-1 w odległości około 6000 lat świetlnych. ML: Czy czarna dziura może kiedyś pochłonąć Ziemię ? BH: Być może, prawdopodobieństwo jest małe, lecz nie jest równe zero. Nie spędza mi to jednak snu z powiek... ML: Co tak właściwie znajduje się za czarną dziurą ? BH: Wydaje mi się że na razie nie ma odpowiedzi na to pytanie. W środku czarnej dziury jest jakaś forma materii, ale w stanie dalekim od tego na Ziemi. Nawet fizyka kwantowa nie może opisać materii o tak dużej gęstości. Bardzo często, kiedy mówi się o wnętrzu czarnych dziur ma się na myśli obszar bliski horyzontowi zdarzeń, i to co widziałby obserwator w tej przestrzeni. Ale to chyba dwie różne rzeczy... ML: Bardzo dziękuję, że zechciał Pan odpowiedzieć na moje pytania.
