Schwarze Löcher existieren! {Physik Nobelpreis 2020}

Gestern hatte ich euch ja bereits über die Entdeckung des Hepatitis C Virus‘ berichtet, die dieses Jahr mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet wurde. Heute dreht sich hier alles um meinen persönlichen Lieblingsnobelpreis: Physik! Und weil der Preis dieses Jahr wieder in zwei Teile geteilt wurde, mache ich es genauso: Heute berichte ich euch über die erste Hälfte, morgen über die zweite!

Dieses Jahr erhält (endlich!) Sir Roger Penrose die eine Hälfte des Nobelpreises “for the discovery that black hole formation is a robust prediction of the general theory of relativity”. Was heißt das konkret und was ist daran so interessant? Darum geht es in diesem Artikel! (Und natürlich darf unser Kater Penrose ebenfalls nicht fehlen!)

Roger Penrose ist von Haus aus Mathematiker, der sich aber schon früh mit Astrophysik und konkret Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie beschäftigt hat. In der Begründung für seine Auszeichnung steht, dass er „geniale mathematische Methoden entwickelte„, um beweisen zu können, dass Schwarze Löcher eine direkte Folge der Allgemeinen Relativitätstheorie sein müssen!

Mathematische Weihnachtsbäckerei {Rezept}

Vorweihnachtszeit ist Backzeit und dieses Jahr habe ich euch zu diesem Anlass meine Interpretation der klassischen Mürbeteigplätzchen mitgebracht!

Unser Favorit: Das essbare Penrose – Dreieck!

Besonders verliebt sind wir in unser Penrose-Dreieck zum Essen (mehr zu der unmöglichen Figur hier), aber auch das Pi, die Atome und selbst die einfachen Sterne mochten wir sehr! Was ist eure Lieblingsfigur?

… aber auch das Pi gefiel uns extrem gut!

Bekanntgabe der Physik Nobelpreisträger 2020

Soeben wurde bekanntgegeben, wer den Nobelpreis für Physik 2020 verliehen bekommt! Gestern noch hatte ich geschrieben, dass ich mir sehr gut vorstellen kann, dass es dieses Jahr um schwarze Löcher gehen könnte und ja, ganz konkret habe ich da an Roger Penrose gedacht und ich freue mich unglaublich für ihn, dass er tatsächlich dieses Jahr den Nobelpreis in Physik erhalten wird!

The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the 2020 Nobel Prize in Physics with one half to Roger Penrose “for the discovery that black hole formation is a robust prediction of the general theory of relativity” and the other half jointly to Reinhard Genzel and Andrea Ghez “for the discovery of a supermassive compact object at the centre of our galaxy.”

Was sind… das Penrose-Dreieck und die Penrose-Treppe?

Und noch einen Artikel in der Penrosereihe habe ich für euch! Heute schauen wir uns eine seiner Entdeckungen genauer an, nämlich das Penrose-Dreieck! Manchmal wird es auch Tribar genannt.

I think I am intrigued by paradoxes. If something seems to be a paradox, it has something deeper, something worth exploring. – Roger Penrose

Als erster hat wohl der schwedische Künstler Oscar Reutersvärd 1934 das Gebilde erfunden, was wir heute als Penrose-Dreieck kennen, allerdings blieb seine Arbeit bis in die 1980er Jahre weitgehend unbekannt. Penrose beschäftigte sich schon länger mit sogenannten unmöglichen Figuren, angeregt durch seinen Großvater, der Künstler war, und den Werken von M. C. Escher. In den 1950er Jahren entwickelte Penrose dann seine eigene unmögliche Figur: Das Penrose-Dreieck! Gemeinsam mit seinem Vater, Lionel Penrose, entwickelte Roger Penrose die Idee noch weiter zur Penrose-Treppe. Im Jahr 1958 wurde ein Paper über beide unmöglichen Figuren veröffentlicht.

Das Penrose-Dreieck, wie Penrose es zeichnete für seine Veröffentlichung (vgl. unten bei „Quellen“)

Über die Forschung von Roger Penrose

Weiter geht es mit unserer Penrose-Reihe! Heute möchte ich euch erzählen, worüber er in der Mathematik und theoretischen Physik geforscht hat und was seine populärwissenschaftlichen Bücher so besonders macht! Und auf einen kleinen Gastauftritt von dem samtpfotigen Penrose könnt ihr euch ebenfalls freuen!

In der Mathematik ist Sir Roger Penrose vor allem für die Entdeckungen zu quasiperiodischen Parkettierungen bekannt. Er fand aperiodische Paare, die eine Ebene parkettieren können, ohne sich genau zu wiederholen. Trotzdem folgen sie einer Ordnung und wiederholen sich teilweise. Im Jahre 1984 wurden solche Strukturen in Quasikristallen entdeckt. Legendär in dem Zusammenhang ist, dass Penrose das Unternehmen Kimberly-Clark verklagte, weil sie ohne seine Zustimmung seine Parkettierung für ein Toilettenpapiermuster benutzte. Schließlich einigten sich die Parteien außergerichtlich. Anschauen kann man sich dieses noch im Museum.
Das von Penrose vorgestellte Penrose – Dreieck inspirierte M.C. Escher zu seinen Bildern „Wasserfall“ und „Belvedere“, die Penrose – Treppe, die er mit seinem Vater gemeinsam entwickelte, inspirierte den Künstler ebenfalls.

Roger Penrose auf einer seiner Parkettierungen im Foyer des Mitchell Institute Building at Texas A&M University, März 2010

Happy Birthday… Sir Roger Penrose

Heute hat Sir Roger Penrose Geburtstag, einer der großen Mathematiker und theoretischen Physiker unserer Zeit! Besonders bekannt geworden ist er mit seiner Arbeit zur Kosmologie und über Schwarze Löcher, die er gemeinsam mit Stephen Hawking veröffentlicht hat. Darüberhinaus hat er einige populärwissenschaftliche Bücher geschrieben.

Understanding is, after all, what science is all about — and science is a great deal more than mindless computation. – Sir Roger Penrose

Sir Roger Penrose im November 2005

Da der Artikel wirklich sehr lang geworden ist, habe ich mich nach dem Schreiben entschieden, den Artikel zu teilen: Heute erzähle ich euch etwas über das Leben von Sir Roger Penrose, morgen erzähle ich euch etwas über seine Forschung in der Mathematik und Pyhsik!

Über Penrose…

Unser kleiner Kater Penrose hatte ja inzwischen schon ein paar Gastauftritte auf dem Blog, ab heute dreht sich aber auf dem Blog etwas mehr direkt um ihn oder besser gesagt um seinen menschlichen Namensvetter: Sir Roger Penrose!

Letzterer hat nämlich am 8. August Geburtstag und zufällig fällt das auch noch mit dem internationalen Katzentag zusammen (eine Tatsache, die uns bei der Namesgebung vom Katzen-Penrose gar nicht bewusst war, im Nachhinein aber ein witziger Zusatz ist).

Wenn also schon der echte Penrose Geburtstag hat, unser Kater Penrose heißt und beides durch den internationalen Katzentag verbunden ist, dann wollte ich direkt ein paar mehr Artikel rund um das Thema für euch vorbereiten! Es sind nicht ganz so viele geworden, wie ursprünglich geplant, aber ich hoffe, euch gefällt die kleine Reihe, die sicherlich in der Zukunft noch erweitert werden wird!

Falls ihr den Film „Die Entdeckung der Unendlichkeit“ über das Leben von Stephen Hawking gesehen habt, ist euch der Name bestimmt schon mal begegnet… Penrose tritt dort ein paar Mal in Erscheinung und zwischendurch ist immer mal die Rede von ihm. Ich muss ehrlich sagen, dass ich Penrose im Film nicht besonders sympathisch fand – ganz anders als den realen. Der echte Penrose hat sich mal zum Film geäußert und erzählt, dass zumindest seine konkreten Szenen nicht so viel mit der Realität zu tun hätten. Tatsächlich war er ein Gutachter von Hawkings Doktorarbeit, Kip Thorne aber (anders als im Film) nicht.