Νόμπελ Φυσικής 2021: Φυσική για το κλίμα και άλλα πολύπλοκα φαινόμενα

Τρεις επιστήμονες μοιράζονται το φετινό Νόμπελ Φυσικής για τις μελέτες τους πάνω σε χαοτικά και φαινομενικά τυχαία φαινόμενα. Οι Syukuro Manabe και ο Klaus Hasselmann έθεσαν τα θεμέλια της γνώσης μας για το κλίμα της Γης και για το πως η ανθρωπότητα το επηρεάζει. Ο Giorgio Parisi ανταμείβεται για την επαναστατική συμβολή του στην ανακάλυψη της αλληλεπίδρασης της αταξίας και των διακυμάνσεων στα φυσικά συστήματα, από τις ατομικές έως τις πλανητικές κλίμακες.

Όπως ανακοίνωσε η Βασιλική Σουηδική Ακαδημία Επιστημών αποφάσισε να απονείμει το Νόμπελ Φυσικής 2021 κατά το ήμισυ «για πρωτοποριακές συνεισφορές στην κατανόηση των περίπλοκων φυσικών συστημάτων»  στον Syukuro Manabe , από το Πανεπιστήμιο του Princeton και τον Klaus Hasselmann , από το Ινστιτούτο Max Planck για τη Μετεωρολογία, «για τη φυσική μοντελοποίηση του κλίματος της Γης, την ποσοτικοποίηση της μεταβλητότητας και την αξιόπιστη πρόβλεψη της υπερθέρμανσης του πλανήτη» και το άλλο ήμισυ στον Giorgio Parisi , από το Πανεπιστήμιο Sapienza της Ρώμης, «για την ανακάλυψη της αλληλεπίδρασης της αταξίας και των διακυμάνσεων στα φυσικά συστήματα από ατομικές έως τις πλανητικές κλίμακες»

Τα σύνθετα συστήματα χαρακτηρίζονται από τυχαία και διαταραχή και είναι δύσκολο να κατανοηθούν. Το φετινό βραβείο αναγνωρίζει νέες μεθόδους για την περιγραφή τους και την πρόβλεψη της μακροπρόθεσμης συμπεριφοράς τους.

Ένα πολύπλοκο σύστημα ζωτικής σημασίας για την ανθρωπότητα είναι το κλίμα της Γης. Ο Syukuro Manabe απέδειξε πώς τα αυξημένα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα οδηγούν σε αυξημένες θερμοκρασίες στην επιφάνεια της Γης. Στη δεκαετία του 1960, ηγήθηκε της ανάπτυξης φυσικών μοντέλων του κλίματος της Γης και ήταν το πρώτο άτομο που εξερεύνησε την αλληλεπίδραση μεταξύ της ισορροπίας της ακτινοβολίας και της κάθετης μεταφοράς αέριων μαζών. Το έργο του έθεσε τα θεμέλια για την ανάπτυξη των σημερινών κλιματικών μοντέλων.

Περίπου δέκα χρόνια αργότερα, ο Klaus Hasselmann δημιούργησε ένα μοντέλο που συνδέει τον καιρό και το κλίμα, απαντώντας έτσι στο ερώτημα γιατί τα κλιματικά μοντέλα μπορούν να είναι αξιόπιστα παρά το γεγονός ότι ο καιρός είναι μεταβλητός και χαοτικός. Ανέπτυξε επίσης μεθόδους για τον εντοπισμό συγκεκριμένων σημάτων, “δακτυλικών αποτυπωμάτων”, που τόσο τα φυσικά φαινόμενα όσο και οι ανθρώπινες δραστηριότητες αποτυπώνονται πάνω στο κλίμα. Οι μέθοδοί του έχουν χρησιμοποιηθεί για να αποδειχθεί ότι η αυξημένη θερμοκρασία στην ατμόσφαιρα οφείλεται στις ανθρώπινες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.

Γύρω στο 1980, ο Giorgio Parisi ανακάλυψε κρυμμένα μοτίβα – σχέδια σε ακατάστατα περίπλοκα υλικά. Οι ανακαλύψεις του είναι από τις σημαντικότερες συνεισφορές στη θεωρία περίπλοκων συστημάτων. Επιτρέπουν την κατανόηση και περιγραφή πολλών διαφορετικών και φαινομενικά εντελώς τυχαίων υλικών και φαινομένων, όχι μόνο στη φυσική αλλά και σε άλλους πολύ διαφορετικούς τομείς, όπως τα μαθηματικά, η βιολογία, η νευροεπιστήμη και η μηχανική μάθηση.

«Οι ανακαλύψεις που βραβεύτηκαν φέτος δείχνουν ότι οι γνώσεις μας για το κλίμα στηρίζονται σε μια σταθερή επιστημονική βάση, βασισμένη σε μια αυστηρή ανάλυση παρατηρήσεων. Οι φετινοί βραβευμένοι συνέβαλαν στο να αποκτήσουμε βαθύτερη εικόνα για τις ιδιότητες και την εξέλιξη των πολύπλοκων φυσικών συστημάτων, «λέει ο Thors Hans Hansson, πρόεδρος της Επιτροπής Νόμπελ Φυσικής.

Ο Syukuro Manabe, γεννημένος το 1931 στο Shingu της Ιαπωνίας. Πήρε διδακτορικό το 1957 από το Πανεπιστήμιο του Τόκιο. Είναι ανώτερος μετεωρολόγος στο Πανεπιστήμιο Princeton.

Ο Klaus Hasselmann, γεννημένος το 1931 στο Αμβούργο της Γερμανίας. Με διδακτορικό το 1957 από το Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν. Είναι καθηγητής στο Ινστιτούτο Μετεωρολογίας Max Planck.

Ο Giorgio Parisi, γεννημένος το 1948 στη Ρώμη. Με διδακτορικό το 1970 από το Πανεπιστήμιο Sapienza της Ρώμης. Είναι καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Sapienza της Ρώμης.

Πηγή – physics4u.wordpress.com