Andrea Ghez remporte le prix Nobel de physique pour la recherche pionnière sur le trou noir supermassif de la Voie lactée

Andrea Ghez remporte le prix Nobel de physique pour la recherche pionnière sur le trou noir supermassif de la Voie lactée

Professor Andrea Ghez

Andrea Ghez est le huitième membre du corps professoral de l’UCLA à être nommé lauréat du prix Nobel. Crédit: Elena Zhukova / Université de Californie

Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman de l’UCLA et professeur d’astrophysique Arthur E. Levine, a reçu aujourd’hui le prix Nobel de physique 2020.

Ghez partage la moitié du prix avec Reinhard Genzel de l’UC Berkeley et l’Institut Max Planck pour la physique extraterrestre. Le comité Nobel les a félicités pour «la découverte d’un objet compact supermassif au centre de notre galaxie». L’autre moitié du prix a été décernée à Roger Penrose de l’Université d’Oxford «pour la découverte que la formation du trou noir est une prédiction robuste de la théorie générale de la relativité. ”

En juillet 2019, la revue Science a publié une étude de Ghez et de son groupe de recherche qui est le test le plus complet de la théorie de la relativité générale emblématique d’Albert Einstein près du trou noir monstrueux au centre de notre galaxie . Bien qu’elle ait conclu que “Einstein a raison, du moins pour le moment”, le groupe de recherche continue de tester la théorie d’Einstein, qui, selon elle, ne peut pas expliquer pleinement la gravité à l’intérieur d’un trou noir.

Ghez étudie plus de 3 000 étoiles qui gravitent autour du trou noir supermassif. Les trous noirs ont une densité si élevée que rien ne peut échapper à leur attraction gravitationnelle, pas même la lumière. Le centre de la grande majorité des galaxies semble avoir un trou noir supermassif, a-t-elle déclaré.

«Je suis ravi et incroyablement honoré de recevoir un prix Nobel de physique», a déclaré Ghez, directeur du UCLA Galactic Center Group. «La recherche que le comité Nobel honore aujourd’hui est le fruit d’une merveilleuse collaboration entre les scientifiques de l’UCLA Galactic Center Orbits Initiative et le sage investissement de l’Université de Californie dans le W.M. Observatoire de Keck.

«Nous avons des outils de pointe et une équipe de recherche de classe mondiale, et cette combinaison rend la découverte extrêmement amusante. Notre compréhension du fonctionnement de l’univers est encore si incomplète. Le prix Nobel est fabuleux, mais nous avons encore beaucoup à apprendre.

Le chancelier de l’UCLA, Gene Block, a félicité Ghez pour ses réalisations.

«La communauté UCLA est extrêmement fière des réalisations du professeur Ghez, y compris de cet honneur extraordinaire», a déclaré Block. «Nous sommes inspirés par ses recherches révélant les secrets de notre univers et son potentiel pour nous aider à mieux comprendre le cosmos.»

David Haviland, président du Comité Nobel de physique, a déclaré: «Les découvertes des lauréats de cette année ont innové dans l’étude des objets compacts et supermassifs. Mais ces objets exotiques posent encore de nombreuses questions qui appellent des réponses et motivent de futures recherches. Non seulement des questions sur leur structure interne, mais aussi des questions sur la façon de tester notre théorie de la gravité dans des conditions extrêmes à proximité immédiate d’un trou noir.

Interroger Einstein

Ghez et son équipe ont mesuré directement le fonctionnement de la gravité à proximité d’un trou noir supermassif – une recherche qu’elle décrit comme une «astrophysique extrême».

La théorie générale de la relativité d’Einstein est la meilleure description du fonctionnement de la gravité. «Cependant, sa théorie montre clairement sa vulnérabilité», a déclaré Ghez en 2019. «[A] un moment donné, nous devrons aller au-delà de la théorie d’Einstein vers une théorie plus complète de la gravité qui explique ce qu’est un trou noir.»

Moins de deux mois après sa publication dans Science, elle et son groupe de recherche ont rapporté dans Astrophysical Journal Letters la découverte surprenante que le trou noir supermassif a un repas inhabituellement volumineux de gaz interstellaire et de poussière – et ils ne comprennent pas encore pourquoi.

«Nous n’avons jamais rien vu de tel au cours des 24 années où nous avons étudié le trou noir supermassif», a-t-elle déclaré à l’époque. «C’est généralement un trou noir assez calme et louche avec un régime. Nous ne savons pas ce qui motive cette grande fête. »

En janvier 2020, son équipe a rapporté la découverte d’une nouvelle classe d’objets bizarres – des objets qui ressemblent à des gaz et se comportent comme des étoiles – au centre de notre galaxie, non loin du trou noir supermassif.

Ghez et son équipe ont mené leurs recherches au W.M. Observatoire Keck à Hawaï. Ils sont capables de voir l’impact de la façon dont l’espace et le temps se mélangent près du trou noir supermassif, qui se trouve à environ 26 000 années-lumière.

«Faire une mesure d’une telle importance fondamentale a nécessité des années d’observation patiente, grâce à une technologie de pointe», a déclaré en 2019 Richard Green, directeur de la division des sciences astronomiques de la National Science Foundation. [19459006 ]

«Andrea est l’un de nos utilisateurs Keck les plus passionnés et tenaces», a déclaré Hilton Lewis, directeur de l’Observatoire de Keck, également en 2019. «Ses dernières recherches révolutionnaires sont l’aboutissement d’un engagement sans faille au cours des deux dernières décennies pour percer les mystères de la trou noir supermassif au centre de notre Voie lactée Galaxie. »

La National Science Foundation a financé les recherches de Ghez au cours des 25 dernières années. Plus récemment, ses recherches ont également été financées par le W.M. Keck Foundation, la Gordon and Betty Moore Foundation et la Heising-Simons Foundation, Lauren Leichtman et Arthur Levine, et Howard et Astrid Preston.

En 1998, Ghez a répondu à l’une des questions les plus importantes de l’astronomie, aidant à montrer qu’un trou noir supermassif réside au centre de la galaxie de la Voie lactée. La question avait fait l’objet de nombreux débats parmi les astronomes pendant plus d’un quart de siècle.

Une technologie qui a changé le domaine

Ghez a contribué à la mise au point d’une technologie puissante appelée optique adaptative, qui corrige les effets de distorsion de l’atmosphère terrestre en temps réel et ouvre le centre de notre galaxie en tant que laboratoire d’exploration des trous noirs et de leur rôle fondamental dans l’évolution de l’univers. Avec l’optique adaptative à l’Observatoire de Keck, elle et ses collègues ont révélé de nombreuses surprises sur les environnements entourant les trous noirs supermassifs, en découvrant par exemple de jeunes étoiles où aucune n’était attendue et un manque de vieilles étoiles où beaucoup étaient anticipés.

En 2000, Ghez et son équipe de recherche ont rapporté que pour la première fois, des astronomes avaient vu des étoiles accélérer autour du trou noir supermassif. En 2003, elle et son équipe ont signalé que les arguments en faveur du trou noir de la Voie lactée avaient été considérablement renforcés et que toutes les alternatives proposées pouvaient être exclues.

En 2005, Ghez et ses collègues ont pris la première image claire du centre de la Voie lactée, y compris la zone entourant le trou noir, à l’observatoire de Keck.

Ghez a gagné de nombreux honneurs pour ses recherches, y compris l’élection à la National Academy of Sciences et à l’American Academy of Arts and Sciences. Elle a été la première femme à recevoir le prix Crafoord de l’Académie royale des sciences de Suède et a été nommée MacArthur Fellow en 2008. En 2019, elle a reçu un diplôme honorifique de l’Université d’Oxford.

Ghez a obtenu un baccalauréat en physique du MIT en 1987 et un doctorat de Caltech en 1992, et elle est membre de la faculté de l’UCLA depuis 1994. Quand elle était jeune, elle voulait être la première femme à marcher sur la lune.

Leçons d’une brillante carrière

Lors d’une conférence de presse de l’UCLA quelques heures après l’annonce du prix Nobel, Ghez a discuté de ses recherches et a partagé les leçons de sa carrière.

Interrogée sur le potentiel de concurrence entre les astronomes pour faire la prochaine découverte majeure, elle a dit qu’il lui a fallu environ 10 ans pour apprendre l’approche qui continue de la servir: «Concentrez-vous sur la bonne science plutôt que d’être la première. ”

Parmi ses objectifs futurs, dit-elle, est d’apprendre et de tester le fonctionnement de la gravité près d’un trou noir supermassif.

Ghez a également encouragé les jeunes étudiants qui aiment la science à poursuivre leurs rêves et à apprendre à surmonter les obstacles. «Suivez vos passions», dit-elle, «et soyez persistante…. Trouvez du réconfort avec l’inconfort. »

Et elle a reconnu qu’elle était heureuse d’être reconnue comme un modèle pour les jeunes femmes, comme elle le faisait depuis des décennies. Elle a publié «You Can Be a Woman Astronomer» en 1995.

Ghez est le huitième membre du corps professoral de l’UCLA à être nommé lauréat du prix Nobel, rejoignant Willard Libby (chimie, 1960), Julian Schwinger (physique, 1965), Donald Cram (chimie, 1987), Paul Boyer (chimie, 1997), Louis Ignarro (physiologie ou médecine, 1998), Lloyd Shapley (économie, 2012) et J.Fraser Stoddart (2016). Stoddart était un membre du corps professoral de Northwestern University lorsqu’il a reçu cet honneur, mais une grande partie du travail pour lequel il a été reconnu a été menée à l’UCLA de 1997 à 2008.

En outre, sept anciens de l’UCLA ont reçu le prix Nobel.

Ghez est également la quatrième femme à recevoir le prix de physique, après Marie Curie en 1903, Maria Goeppert Mayer en 1963 et Donna Strickland en 2018.

Lire Andrea Ghez remporte la part du prix Nobel 2020 pour les découvertes en physique des trous noirs pour en savoir plus sur ce sujet.

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