Rodžer Penrouz – Genijalni nevernik

Doprinos nauci 89-godišnjeg ser Rodžera Penrouza ide mnogo dalje od „crnih rupa”. Kao fizičar i matematičar on je osmislio brojne matematičke alate koji su omogućili duboko razumevanje Ajnštajnove teorije relativnosti. Takođe i alate koje su kasnije koristili Hokking i brojni drugi naučnici, od kojih su neki dobili Nobelove nagrade.

Nobelovu nagradu za fiziku ove godine podelili su Rodžer Penrouz, Rajnhard Gencel i Andrea Gec. Goran K. Hanson, sekretar Kraljevske švedske akademije nauka, na svečanosti u utorak u Stokholmu rekao je pomalo poetski da je nagrada ove godine dodijeljena za „najmračnije tajne svemira”. Fizičari koji su je podelili, uglavnom, nisu poznati široj javnosti, osobito izvan svojih domovina, mada su to zaslužili. Gencel i Gec zaslužni su jer su otkrili supermasivnu „crnu rupu” u središtu Mlečnog puta, dok je Penrouz, zajedno sa slavnim Stivenom Hokingom, pokazao da „crne rupe” moraju biti fizička stvarnost, a ne samo matematički ishod Ajnštajnove (Albert) opšte teorije relativnosti.

No doprinos nauci 89-godišnjeg Penrouza ide mnogo dalje od „crnih rupa”. U tom smislu moglo bi se reći da je u njegovom slučaju Nobel došao, takođe, kao svojevrsno priznanje za životno delo. Naime, kao fizičar i matematičar on je osmislio brojne matematičke alate koji su omogućili duboko razumevanje Ajnštajnove teorije relativnosti. Takođe i alate koje su kasnije koristili Hoking i brojni drugi naučnici, od kojih su neki dobili Nobelove nagrade.

„Nobelova nagrada se ne dodeljuje za matematiku, u ovom slučaju ona je zapravo dodeljena matematičaru u srcu. Njega pre svega treba smatrati izuzetnim matematičarom, odnosno matematičkim fizičarom koji nam je dao važne matematičke alate za razumevanje Ajnštajnove teorije relativnosti.”

Fizičar Davor Horvatić s PMF-a u Zagrebu kaže da je Penrouz genijalac koji već desetlećima daje duboko razumevanje fizike kroz složene matematičke teorije.

„Bez njegovih matematičkih alata gravitaciona fizika teško bi napredovala”, kaže Horvatić. „Ajnštajn je za svoju teoriju relativnosti koristio Rimannovu matematiku. No, Penrouz ne samo da je razumeo fiziku, već je sam stvorio nove matematičke alate koji ranije nisu postojali, a bili su ključni za razumevanje brojnih koncepata u fizici. Penrouz je jedan od najfascinantnijih naučnika 20. stoleća.

Nobelova nagrada se ne dodeljuje za matematiku, međutim u ovom slučaju ona je zapravo dodeljena matematičaru u srcu. Njega pre svega treba smatrati izuzetnim matematičarom, odnosno matematičkim fizičarom koji nam je dao jako važne matematičke alate za razumevanje Ajnštajnove teorije relativnosti. Njegovo ime nerazdeljivo je i od rada Stivena Hokinga. Zapravo bi se moglo reći da je on bio Hokingov stariji mentor. Naime, dobar dio matematičkih alata koje je iz svoje genijalnosti smislio Penrouz omogućio je Hokingu da napravi sve svoje konstrukte vezane uz crne rupe”, tumači naš fizičar.

On potiče iz porodice akademaca i umetnika. Kada se pogledaju dedovi i bake i šira porodica, vidi se da su se razmenjivale ideje iz različitih područja – umetnici su imali važnu ulogu. Tako je, primerice, Penrouz bio oduševljen grafikama s nemogućim arhitekturama slavnog nizozemskog umjetnika Morica Kornelisa Ešera, a umetnik je bio oduševljen fizičarovim geometrijskim radovima.

„Jedno od Ešerovih remek-dela, nazvano ,Silaženje, uspinjanje’, nadahnuto je Penrouzovim nemogućim stepenicama odnosno trouglom”, ističe Horvatić. Mnoge kolege smatrali su ga jednim od najvećih genija 20. veka i čudom od deteta. Horvatić ističe da je Penrouz još kao student predstavio neke zanimljive teoreme u algebri.

„Prvi veliki potez koji je izveo na sceni teorijske fizike bio je razvoj matematičkog alata koji je omogućio generalnije rešavanje problema Opšte teorije relativnosti. Do tada su se postojećom matematikom mogli rešavati samo problemi koji su bili jednostavni i simetrični. No Penrouzov genijalni pristup omogućio je vrlo duboko razumevanje Ajnštajnove teorije. Osim toga uveo je slutnju kosmičke cenzure. Naime, kad god se u svemiru pojavi nešto što bismo nazvali singularitetom, odnosno tačka u kojoj je prostor-vreme beskonačno zakrivljeno, a svemir ne trpi beskonačnosti, Penrouz je pokazao da će svemir takve pojave okružiti tzv. horizontima, kojima će ih učiniti nedostupnim”, govori Horvatić.

„Uvek sam bio vrlo spor. Bio sam dobar u matematici, ali nisam nužno dobro prolazio na testovima. No učitelj je shvatio da bih, ako bi mi dao dovoljno vremena, bio dobar. U osnovi sam sve morao učiniti radeći to od prvih principa.”

„Teorijski fizičar Džon Arčibald Viler kasnije je takve formacije nazvao ,crnim rupama’, a područja oko njih postala su poznata kao horizonti događaja. Dugo se vodila rasprava mogu li singulariteti kakve je predviđala teorija relativnosti uistinu postojati u svemiru koji ne trpi singularitete, odnosno beskonačnosti. Penrouz je pokazao da će takav konstrukt, ako se pojavi, svemir izolovati horizontima događaja”, kaže naš sagovornik. „Takođe je predstavio nešto što se naziva Penrouzov proces, a što pokazuje na koji način se iz rotirajućih ,crnih rupa’ može izvući energija. Iz toga proizlazi da, ako želimo preživeti kao civilizacija, nisu nam nužno potrebne zvezde kao izvor energije nego možemo materiju izbacivati prema rotirajućoj ,crnoj rupi’ na specifičan način da bismo izvukli energiju iz nje”, kaže Horvatić.

Zanimljivo je da je Penrouz, prema vlastitim izjavama, u školi bio spor u matematici. „Uvek sam bio vrlo spor. Bio sam dobar u matematici, ali nisam nužno dobro prolazio na testovima”, prisetio se laureat, a preneo Bi-Bi-Si. „No učitelj je shvatio da bih, ako bi mi dao dovoljno vremena, bio dobar. U osnovi sam sve morao učiniti radeći to od prvih principa”, pojasnio je. Ko god bio taj učitelj – a predavanja su bila u Kanadi tokom ratnih godina – imamo razloga zahvaliti mu na strpljenju s mladim učenikom, zaključuje Bi-Bi-Si-jev novinar. Ser Rodžer Penrouz će kasnije postati matematičarska zvezda, prvo na Univerzitetu Koledž u Londonu, zatim i na Kembridžu gde je radio na doktoratu.

Penrouz je predstavio hipotezu tzv. ciklične kosmologije. Prema njoj svemir nikada nije nastao i nikada neće nestati. Ono što doživljavamo kao početak u „Velikom prasku” i kraj u „Velikom rastakanju”, zapravo su kraj jednog i početak novog svemira.

Penrouz je, takođe, autor vrlo zanimljivog koncepta u matematici koji je postao poznat kao Penrouzovo popločavanje. „To je asimetrično popločavanje u kojem se beskonačna dvodimenzionalna površina može popločati Penrouzovim pločicama, a da se uzorak pločica nikada ne ponovi. To je bilo jedno od velikih otkrića u matematici”, tumači Horvatić. Kasnije u životu, zahvaljujući dubokom razumevanju geometrije prostor-vremena, Penrouz je predstavio hipotezu tzv. ciklične kosmologije. Prema njoj svemir nikada nije nastao i nikada neće nestati. Ono što doživljavamo kao početak u „Velikom prasku” i kraj u „Velikom rastakanju”, zapravo su kraj jednog i početak novog svemira. Britanski fizičar je pokazao da „Veliki prasak” može krenuti iz stanja „Velikog raspada” u kojem bi trebalo završiti naš svemir. „To je hipoteza koja se još uvek razmatra. U njoj je Penrouz dirnuo u jako duboke teme vezane za postojanje svemira. No, širina njegovog genija može se videti i u tome da je konstruisao matematiku spinskih mreža koje su jedan od temeljnih alata za razumevanje teorije kvantne gravitacije”, tumači Horvatić.

Jedna od intrigantnijih, ali i kontroverznijih tema kojima se Penrouz bavio, svakako je ona u kojoj je pokušao povezati svest i kvantnu fiziku. „On je pokušao povezati kolaps talasnih funkcija s određenim formacijama, mikrotubulima u ljudskom mozgu. Ta teza mnogo je istraživana, no pokazalo se da je sastav mozga prevelik i previše makroskopski da bi kvantna mehanika mogla imati nekog uticaja. Penrouz je tu temu pokrio u knjizi Carev novi um”, kaže naš fizičar.

U intervjuu za Bi-Bi-Si 2010. Rodžer Penrouz se izjasnio kao ateista.

„Nisam vjernik. Ne verujem ni u jednu službenu religiju. Rekao bih da sam ateista”, izjavio je u toku rasprave o teoriji „Velikog praska”.

U intervjuu za „Džerulazem post” rekao je, pak, da bi se, prema verskim zakonima, mogao smatrati Jevrejinom, no da se ne prepoznaje takvim. Štaviše, on je pokrovitelj Britanskog humanističkog udruženja (BHA), dobrotvorne organizacije koja veliča humanizam, a cilj joj je da predstavlja „ljude koji žele živeti dobar život bez verskih ili praznoverskih uvjerenja”. Udruženje taj cilj pokušava ostvariti kampanjama koje se odnose na humanizam, sekularizam i ljudska prava. Drugim rečima, nastoji delovati kao predstavničko telo nereligioznih ljudi u Velikoj Britaniji. Međutim, u biografskom filmu o životu Stivena Hokinga „Kratka povest vremena” iz 1991. godine Penrouz je rekao:

„Mislim da bih rekao da svemir ima svrhu, on nije tu jednostavno slučajno… neki ljudi, mislim, zauzimaju stav da je svemir samo tu i da postoji – to je pomalo kao neka kalkulacija, a mi se nekako slučajno nalazimo u njoj. No ja mislim da to nije naročito plodan ili koristan način gledanja na svemir, mislim da postoji nešto dublje u tome.”

Nobelova nagrada nikako nije jedino priznanje koje je za života dobio. Nosilac je brojnih počasnih doktorata, nagrada i medalja, kao što su Dirakova, Koplijeva i Edingtonova. No ljubiteljima popularne nauke svakako bi mogao biti zanimljiv njegov bestseler kojim je postao poznatiji široj javnosti. „On je autor naučopopularne knjige Road to Reality, koja sa svojih 1.100 stranica čini da Hokingova ,Kratka povest vremena’ deluje kao slikovnica za uvod u temu”, zaključuje Dalibor Horvatić.

(Izvor Indeks)

Izvor: Nova Galaksija 

Kosmos pre našeg kosmosa

Dobitnik Nobelove nagrade za fiziku, ser Rodžer Penrouz, tvrdi da je pre „Velikog praska” postojao još jedan univerzum, a dokaz za to još uvek postoji u vidu „crnih rupa”.

Neposredno pošto je objavljeno da je dobitnik Nobelove nagrade zbog značajnih proboja u Ajnštajnovoj teoriji relativnosti, a i dokaza o postojanju „crnih rupa”, ser Rodžer Penrouz je u intervjuu za britanski „Telegraf” izjavio da je pre našeg postojao još jedan univerzum i da osećamo njegovu energiju kroz „crne rupe”. Ser Rodžer Penrouz tvrdi da su takozvane Hokingove tačke – tačke velikog, neobjašnjenog elektromagnetnog zračenja na nebu – ostaci nekog prethodnog univerzuma.

Kako prenosi „Independent”, ser Rodžer Penrouz je naglasio da „Veliki prasak nije početak. Pre njega je nešto postojalo, a to nešto nas čeka u budućnosti”.

Ova pretpostavka je deo teorijskog modela univerzuma nazvanog konformna ciklička kosmologija. Prema ovoj teoriji, Hokingove tačke predstavljaju poslednje izbacivanje energije (u obliku takozvanog Hokingovog zračenja) iz starijeg univerzuma kroz „crnu rupu”.

„Crna rupa” je objekat čije je gravitaciono polje toliko jako da ni jedan oblik materije ili zračenja – pa čak ni svetlo – ne može da mu se odupre. Moguće je da se jedan ovakav objekat nalazi u sredini naše galaksije. Naučnici Rajnhard Gencel i Andrea Gec, koji sa ser Rodžerom Penrouzom dele Nobelovu nagradu, došli su do najuverljivijeg dokaza za pretpostavku da se u sredini Mlečnog puta nalazi supermasivna „crna rupa”.

„Prema tome, naš ,Veliki prasak’ započeo je nečim što je za neki prethodni eon bila daleka budućnost, i tada bi postojale slične ,crne rupe’ u fazi nestajanja koje bi proizvele ove tačke koje ja nazivam Hokingovim. Mi sada vidimo ove tačke. U prečniku su oko osam puta veće od Meseca i blago su toplije od svoje okoline.”

Postoji mogućnost da je vremenski period potreban za potpun nestanak „crne rupe” duži od trenutne starosti našeg univerzuma, te je ovaj nastanak nemoguće opaziti. Kako prenosi „Independent”, ser Rodžer Penrouz je naglasio da „Veliki prasak nije početak. Pre njega je nešto postojalo, a to nešto nas čeka u budućnosti”.

Sarađivao sa Hokingom

Ser Rodžer Penrouz, matematičar, fizičar i filozof nauke, ovogodišnji dobitnik Nobelove nagrade za fiziku, rođen je 8. avgusta 1931. godine. Profesor emeritus je na Univerzitetu u Oksfordu i počasni saradnik Koledža Sveti Džon u Kembridžu i Juniversiti koledža u Londonu.

Penrouz je najveći doprinos dao u matematičkoj fizici opšte teorije relativnosti i kosmologije. Dobitnik je više priznanja, između ostalog i nagrade „Volf” za fiziku koju je 1988. godine podelio sa Stivenom Hokingom za formulisanje Penrouz-Hokingove teorije singulariteta.

„Naš univerzum se neprestano širi, i sva masa vremenom propada, a prema ovoj mojoj ludoj teoriji ta daleka budućnost postaje ,Veliki prasak’ za neki naredni eon. Prema tome, naš ,Veliki prasak’ započeo je nečim što je za neki prethodni eon bila daleka budućnost, i tada bi postojale slične ,crne rupe’ u fazi nestajanja koje bi proizvele ove tačke koje ja nazivam Hokingovim. Mi sada vidimo ove tačke. U prečniku su oko osam puta veće od Meseca i blago su toplije od svoje okoline. Imamo prilično čvrst dokaz da makar šest ovakvih tačaka postoji”, navodi nobelovac.

Ipak, mnogi naučnici oštro odbijaju ovu pretpostavku, tvrdeći da još uvek ne postoji čvrst dokaz o vrsti zračenja koja izlazi iz „crnih rupa”. I takođe da bi beskonačno veliki univerzum postao beskonačno mali, potrebno je da sve čestice izgube svoju masu kako univerzum stari, što je takođe često osporavana pretpostavka. Prema standardnoj kosmologiji, univerzum je posle „Velikog praska” prošao kroz kratak proces širenja u kome su nepravilnosti u njegovoj strukturi eliminisane. Kao odgovor na ove kritike, ser Rodžer Penrouz kaže da su i „crne rupe” dugo bile otpisane kao čisto matematički koncept, sve dok nije dokazano njihovo postojanje u stvarnosti.

Kako prenosi Bi-Bi-Si, on tvrdi da „su ljudi i tada bili skeptični. Trebalo je da prođe mnogo vremena da bi ,crne rupe’ bile prihvaćene. Mislim da im se ni dan danas ne pridaje dovoljno značaja”, zaključuje ser Rodžer Penrouz.

(Izvor RTS)

  crne rupe, kvantna fizika, Matematika, Nauka, Rodžer Penrouz