הספורטאי שחלם להיות ארכאולוג – וזכה בפרס נובל בפיזיקה

פרופ’ ריינהרד גנצל, חתן פרס נובל לשנת 2020, ביקר בשבוע שעבר בטכניון. בביקורו פגש פרופ’ גנצל את הדיקן הנכנס של הפקולטה לפיזיקה, פרופ’ אריק אקרמן, נשא הרצאה בפקולטה, נפגש עם סטודנטים לתארים מתקדמים ובסיום נטע עץ ב”שדרת הנובליסטים” בטכניון, שבה ניטעו כבר יותר מעשרים עצים על ידי חתני פרס נובל וכלות פרס נובל.

זה לא היה הביקור הראשון של פרופ’ גנצל בטכניון. בשנת 2014 העניק לו הטכניון את פרס הארווי במדע וטכנולוגיה על הוכחת קיומו של חור שחור במרכז גלקסיית שביל החלב – הגלקסיה “שלנו”. פרס הארווי הוא הפרס היוקרתי ביותר שמעניק הטכניון, ובמרוצת השנים הוא הפך ל”מנבא נובל” משום שיותר מ-30% מהזוכים והזוכות בו זכו לימים בפרס נובל. כך קרה גם עם פרופ’ גנצל, שזכה בפרס נובל שש שנים לאחר זכייתו בפרס הארווי. מאז שב גנצל וביקר כמה פעמים בטכניון.

פרופ’ גנצל (Reinhard Genzel), יליד גרמניה (1952), הוא ראש מכון מקס פלנק לפיזיקה של החלל החיצון בגרכינג, גרמניה. עד גיל 15 הוא האמין שיהיה ארכאולוג. “בסופו של דבר הגעתי לתחום דומה,” הוא אמר לסטודנטים בטכניון, “הרי ארכאולוגיה ואסטרופיזיקה עוסקות בחקר העבר.” גם הספורט עניין אותו, והוא אפילו שובץ לנבחרת האולימפית של גרמניה בזריקת כידון – אך פציעה קשה במרפק קטעה את הקריירה המבטיחה בתחום זה וגנזה את חלומו להשתתף באולימפיאדת מינכן. עם זאת, הוא אומר, “הספורט נתן לי כלים טובים לחיים, ובעיקר את ההבנה שחייבים לעבוד קשה ולדעת לקום מכשלונות.”

לפני ההרצאה בפקולטה לפיזיקה דיבר פרופ’ חגי פרץ על גדולתו האנושית של פרופ’ גנצל. “בעיניי, גדולתו כאדם לא נופלת מגדולתו כמדען,” אמר פרופ’ פרץ. “כדוקטורנט אני זוכר כמה היה נגיש לסטודנטים, כמה אהב לפגוש אותם ולסייע. תמיכתו בישראל במשך עשרות שנים, ובמיוחד מאז אירועי 7 באוקטובר, מעידה על אישיותו המיוחדת.” פרופ’ גנצל אמר כי “ביקוריי כאן, וידידותי עם עמיתים בטכניון ובישראל בכלל, הם זכות גדולה. אני רואה כאן בקהל הרבה סטודנטים סקרנים ומבטיח להם שהטכניון הוא מקום מצוין ללמידה ברמה גבוהה.”

“חורים שחורים היו חלק מתאוריית היחסות הכללית של איינשטיין,” אמר גנצל. “על פי הפיזיקה הקלאסית של ניוטון, אם פוטון (חלקיק אור) עובר בקרבת מסה הוא לא יושפע ממנה ולא ישנה את מסלולו. על פי איינשטיין, לעומת זאת, הפוטון יושפע מהמסה ויסטה ממסלולו; ובמקרה שהמסה גדולה במיוחד הסטייה תהיה גדולה במיוחד, ובמצב כזה ייווצרו בחלל אזורים שמהם הפוטונים לא יוכלו לברוח. אלה החורים השחורים.”

מאז פרסום תורת היחסות הכללית בשנת 1915 חלו פריצות דרך משמעותיות בפיתוחה התאורטי, אולם המחקר הניסויי נדרש להתמודד עם אתגרים טכנולוגיים מרובים – וכאן תרומתו העיקרית של פרופ’ גנצל. באמצעות הטכנולוגיות שפיתח הצליח גנצל להוכיח את קיומו של חור שחור במרכז גלקסיית שביל החלב, וקבע כי מסתו גדולה פי ארבעה מיליון ממסת השמש.

אחד האתגרים הטכנולוגיים בדרך לתגלית היה האתגר האופטי, שכן הקרינה המגיעה לטלסקופים הגדולים על כדור הארץ עוברת דרך זרמים ומערבולות באטמוספרה המעוותים את התמונה המתקבלת. הפתרון של גנצל ועמיתיו שילב צילום אינפרה-אדום, טכנולוגיות אופטיות חדשניות ואופטיקה אדפטיבית – תחום שהחל להתפתח בשנות השמונים ואיפשר לתקן את ההפרעות האופטיות שהאטמוספרה יוצרת. אופטיקה אדפטיבית מבוססת בין השאר על יצירת “כוכבים וירטואליים” באמצעות קרינת לייזר – ותצפית טלסקופית עליהם; על סמך הנתונים המתקבלים בתצפית, והפער בינם לבין תכונותיו האמיתיות של ה”כוכב”, אפשר ליצור מנגנון תיקון שינטרל את העיוותים האטמוספריים ויספק תמונה מדויקת וחדה יותר של עצמים ממשיים בחלל.

“גנצל הוא אסטרופיזיקאי תצפיתי מוביל שהצטיין בפיתוח מכשור פורץ דרך,” מסביר ד”ר שמואל ביאלי מהפקולטה לפיזיקה בטכניון, שארגן את הביקור. “ההצלחה שהובילה אותו לפרס נובל התבססה על מכשירים שהוא עמד בראש פיתוחם. האחרון שבהם, GRAVITY, הושק ב-2016 כחלק מטלסקופVLT   (Very Large Telescope) שבצ’ילה. המכשיר מחבר את האותות מארבעה טלסקופים, כל אחד בקוטר 8.2 מטרים, ומייצר תמונה בעלת רזולוציה יוצאת דופן, המקבילה לתצפית בטלסקופ ענק עם קוטר מראה של 130 מטר. טכנולוגיה זאת מאפשרת למדוד את מיקומם של עצמים בדיוק של עד 10 מיקרו-שניות קשת –  זה כמו למדוד בתצפית טלסקופית מתל אביב את המיקום המדויק של גרגר חול המונח על ספסל בניו יורק. ”

ההתפתחויות הטכנולוגיות שהוביל גנצל איפשרו לו ולשותפיו לייצר מערכות תצפית חלוציות וגילויים חסרי תקדים, ובאוקטובר 2002 הם פרסמו ב-Nature את הממצאים שאספו במשך עשור ואת מסקנתם המרכזית: במרכז גלקסיית שביל החלב, במרחק של כ-26 אלף שנות אור מאיתנו, מצוי אובייקט שגודלו פחוּת מגודלה של מערכת השמש אך מסתו גדולה פי 4 מיליון ממסת השמש. תגלית זו הובילה להענקת פרס נובל בפיזיקה לשנת 2020 לשלושה: פרופ’ גנצל ופרופ’ אנדראה גז על הגילוי של “עצם קומפקטי סופר-מאסיבי במרכז הגלקסיה” ולפרופ’ רוג’ר פנרוז מאוקספורד על “חורים שחורים כניבוי מובהק של תורת היחסות הכללית.

פרופ’ גנצל שיתף את הסטודנטים במסעו המדעי. “את המוטיבציה להמשיך במחקר הניסויי, על כל אתגריו, קיבלתי מההצלחות הרבות בדרך. פרס נובל מעולם לא היה המניע שלי, ויותר מזה – פרופ’ צ’רלס טאונס, חתן פרס נובל בפיזיקה לשנת 1964, הבהיר לי כבר בתחילת דרכי שאין פרסי נובל באסטרופיזיקה. גם בהמשך, כשקיבלתי בשנת 2012 את פרס Crafoord מהאגודה השוודית המלכותית, אותה אגודה שמעניקה את פרס נובל, אמרו לי בארוחת הערב אחרי הטקס ש’אין לך סיכוי לקבל פרס נובל – אלא אם תציג גילוי מטלטל ממש’.”

בעשור האחרון דברים השתנו, וארבעה פרסי נובל בפיזיקה הוקדשו לאסטרופיזיקה. פרופ’ גנצל, שזכה באחד מהם, אמר לסטודנטים כי “גם אחרי הפרס אני ממשיך לעשות מדע כי זה מה שאני אוהב. זה לא שכלום לא משתנה, הרי תשומת הלב שניתנת לך בעקבות הזכייה היא משהו שקשה לתאר. והיא משפיעה לא רק לטובה – פתאום עוקבים בתקשורת אחרי כל מילה שלך ומחפשים איפה אפשר לייצר מדבריך סנסציה. זה דורש זהירות רבה.”

קרדיט צילום : שרון צור, דוברות הטכניון