สัปดาห์แรกของเดือนตุลาคมใกล้เข้ามาแล้ว และคำถามที่ติดปากนักฟิสิกส์แทบทุกคนก็คือ “ใครจะเป็นผู้คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปีนี้” สิ่งที่ผู้คนชื่นชอบในปี 2559 ดูเหมือนจะเป็นนักฟิสิกส์ผู้บุกเบิกเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง LIGO ในเดือนกุมภาพันธ์ 2016 นักวิจัยของ LIGO ประกาศว่าพวกเขาได้ทำการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงเป็นครั้งแรก จากหลุมดำสองแห่งที่รวมกัน ไม่กี่เดือนต่อมา
มีการประกาศ
การตรวจพบครั้งที่สอง โดยปกติแล้ว การเสนอชื่อโนเบลจะปิดในเดือนมกราคม ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่ LIGO จะพลาดเรือ อย่างไรก็ตาม การตรวจจับทั้งครั้งแรกและครั้งที่สองเกิดขึ้นจริงในปี 2558 โดยมีการเผยแพร่ผลในปี 2559 ดังนั้นผู้บุกเบิก LIGO จึงได้รับการเสนอชื่อก่อนกำหนด
เนื่องจากความร่วมมือรู้อยู่แล้วว่าตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วง แน่นอนว่าทั้งหมดเป็นการคาดเดาล้วนๆ เนื่องจากการพิจารณาในแต่ละปีจะถูกเก็บเป็นความลับสูงสุดเป็นเวลา 50 ปี แล้วใครล่ะที่จะสามารถรับรางวัลสำหรับ ได้? บุคคลสามคนที่เกจิชื่นชอบ มีบทบาทสำคัญในการออกแบบและสร้าง
ในขณะที่ คำนวณว่าคลื่นความโน้มถ่วงจะมีลักษณะอย่างไรสำหรับเครื่องตรวจจับในขณะที่มีข้อสงสัยเล็กน้อยว่าทั้งสามคนสมควรได้รับรางวัลนักวิจารณ์บางคนเรียกร้องให้มีรางวัลรวมที่มอบให้กับนักฟิสิกส์หลายพันคนที่ทำงานใน LIGO นี่อาจเป็นภาพสะท้อนที่ดีขึ้นว่าฟิสิกส์ขนาดใหญ่เกิดขึ้นได้อย่างไร
ความนิยมของรางวัล LIGO ทำให้ฉันสงสัยว่าเป็นเรื่องธรรมดาแค่ไหนที่ผู้ได้รับรางวัลโนเบลเพียงหนึ่งปีหลังจากการค้นพบ ฉันได้ขุดคุ้ยเนื้อหาที่เก็บถาวรจำนวนมากบน เว็บไซต์ ของมูลนิธิโนเบลและสร้างฮิสโตแกรมด้านบน แสดงความถี่ของช่องว่างระหว่างเวลาที่มีการค้นพบและเวลาที่ได้รับรางวัลฟิสิกส์ ฉันต้องการเพิ่มข้อจำกัดความรับผิดชอบว่าการตัดสินใจอย่างแน่ชัดว่างานเสร็จเมื่อใดนั้น
ขึ้นอยู่กับ
อัตวิสัย และมักจะแทบเป็นไปไม่ได้เลยหากจะมอบรางวัลสำหรับเนื้อหาของงาน ดังนั้นข้อมูลของฉันอาจไม่ตรงกันทุกประการ แต่ฉันคิดว่ามันแสดงให้เห็นแนวโน้มทั่วไปที่รางวัลส่วนใหญ่จะได้รับภายใน 20 ปีหลังจากทำงานเสร็จ เท่าที่ฉันสามารถบอกได้ มีสามกรณีเมื่อโนเบลสาขาฟิสิกส์ได้รับรางวัลหนึ่ง
ปีหลังจากทำงานเสร็จ รางวัล แรกคือรางวัลปี 1957ซึ่งมอบให้กับ สำหรับการกำหนดทฤษฎีการละเมิดความเท่าเทียมกันสำหรับปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอ ทฤษฎีนี้ได้รับการเสนอและตรวจสอบโดยการทดลองในปี 1956 รางวัล ที่สองคือรางวัลปี 1984ซึ่งตกเป็นของในปี1987 โนเบล
ดังนั้นจึงเป็นไปได้อย่างแน่นอนที่ LIGO สามารถเข้าร่วมชิงรางวัลในปีนี้ได้ หากได้รับการเสนอชื่อเร็วพอ
อีกด้านหนึ่งของมาตราส่วน ฉันคิดว่ามีรางวัลฟิสิกส์สามรางวัลที่ได้รับมากกว่า 50 ปีหลังจากการวิจัยเสร็จสิ้น รางวัล แรกคือรางวัลปี 1986ซึ่งแบ่งปัน ซึ่งขณะนั้นอายุ 79 ปี โดยส่วนตัวแล้ว
ฉันคิดว่ารางวัลนี้จะตกเป็นของไวส์ ธอร์น และเดรเวอร์ในปีนี้ แต่ฉันไม่เคยทำนายถูกเลย ถ้าไม่ใช่พวกเขา ฉันคิดว่าเราคงได้เห็นรางวัลสำหรับสำหรับผลงานของพวกเขาเกี่ยวกับโทโพโลยีเชิงควอนตัมและเฟสเชิงเรขาคณิต หากคุณต้องการทราบข้อมูลที่ดีว่าใครจะได้เข้าร่วมการแข่งขัน
ในแคนาดากล่าวว่า “ทุกคนได้รับอย่างรวดเร็วมากจากทั้งสองวิธี” ความท้าทายสำหรับเลห์เนอร์และคนอื่นๆ ในตอนนี้คือการค้นหาว่า “เราจะหาคำตอบได้เร็วแค่ไหน และเราจะไปค้นหาสิ่งที่คาดไม่ถึงได้ที่ไหนเพื่อเสริมความเข้าใจและตั้งคำถามเพิ่มเติม” ในไม่ช้า นักวิจัยที่ก็อดดาร์ดก็คำนวณการรวมตัว
ของหลุมดำมวลไม่เท่ากันเป็นครั้งแรก โดยศึกษาในกระบวนการการหดตัวของหลุมดำสุดท้าย ผลที่ได้พบว่าขึ้นอยู่กับอัตราส่วน เท่านั้นของมวลของหลุมดำที่รวมตัวกัน ไม่ใช่ค่าเฉพาะของหลุมดำ ทำให้รูปคลื่นความโน้มถ่วงที่คำนวณได้สามารถนำไปใช้กับสถานการณ์ต่างๆ ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ได้
พลังงาน
โดยรวมที่ปล่อยออกมาในกระบวนการ – และเวลาที่ใช้สำหรับการรวมสองหลุม เป็นสัดส่วนกับมวลทั้งหมด หมายความว่าการรวมตัวสามารถส่องแสงเหนือดวงดาวทั้งหมดในจักรวาลที่รวมกันในเวลาสั้น ๆ การจำลองครั้งแรกเหล่านี้เป็นหลุมดำที่ไม่หมุนก่อนที่มันจะชนกัน และไม่นานนักกลุ่มวิจัย
ที่มหาวิทยาลัยเทกซัสที่บราวน์สวิลล์จะทำการตรวจสอบการรวมตัวของหลุมดำที่หมุนรอบตัวเป็นครั้งแรก – ทั้งคู่ใช้แกนหมุนของพวกมัน จัดตำแหน่งและไม่ตรงตำแหน่ง ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในด้านเทคนิคและพลังการคำนวณทำให้นักวิจัยสามารถคำนวณได้ว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อหลุมดำที่หมุนวนเหล่านี้
ชนกันบนวงโคจรต่างๆ นักทฤษฎีและนักทดลองเริ่มผสมปนเปกัน ไม่ใช่แมวกับหมา แต่อย่างที่ พูดอย่างสุภาพว่า “เพื่อปรับปรุงศักยภาพของวิทยาศาสตร์คลื่นความโน้มถ่วงและวิธีจับคู่กับฟิสิกส์ดาราศาสตร์” (รูปที่ 2) อดีตทาสการเสียบจำนวนจริงลงในสมการที่สง่างาม หลุมดำได้รับการเตะในปี 2550
นักสัมพัทธภาพเชิงตัวเลขพบสิ่งที่น่าประหลาดใจจากการจำลองของพวกเขา การพิจารณาอย่างตรงไปตรงมาเกี่ยวกับกลศาสตร์ของหลุมดำที่มีมวลไม่เท่ากันและเร้าใจนั้นเสนอแนะว่า เพื่อรักษาโมเมนตัมเชิงมุม รังสีความโน้มถ่วงที่ปล่อยออกมาจะไม่ถูกปล่อยออกมาอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง
เพื่อรักษาโมเมนตัมเชิงมุม ความหมายโดยนัยคือหลุมดำสุดท้ายที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุทั้งสองชนกันควรมีโมเมนตัมเชิงเส้นสัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางมวล: พวกมันจะถูก “เตะ” แต่การจำลองแบบเต็มรูปแบบโดย และเพื่อนร่วมงาน ในนิวยอร์ก และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัย ในเยอรมนี
