2020年诺贝尔物理学奖揭晓:黑洞研究再获殊荣

作者: 郑金武 袁一雪 韩扬眉 任芳言

来源: 中国科学报

发布日期: 2020-10-06 23:50:59

2020年诺贝尔物理学奖授予三位科学家,以表彰他们在黑洞研究领域的卓越贡献。罗杰·彭罗斯通过数学方法验证了黑洞的形成理论,莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹则通过观测发现了银河系中心的超大质量黑洞。这一成就不仅深化了人类对宇宙的理解,也激发了科学家们在黑洞领域继续探索的热情。

黑洞,一个魔力之地。在宇宙中,黑洞吞噬一切,即便光亦难以逃脱。在科学的世界里,黑洞作为天体物理学前沿问题,吸引了一大批科学家为之着迷沉醉。2017年,诺贝尔物理学奖颁给了研究黑洞合并形成的引力波的三位科学家。

2020年诺贝尔物理学奖再度降临天体物理学,三位科学家因“发现了宇宙中最奇特的现象黑洞”而获殊荣:罗杰·彭罗斯、莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹。罗杰·彭罗斯通过新奇的数学方法研究了爱因斯坦的广义相对论,并显示该理论预测了黑洞的形成。他还与霍金一起证明了奇点定理。

在宇宙中,黑洞会捕获一切进入其中的东西,没有任何东西可以逃离黑洞,即便是光也无法逃脱。莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹各自带领着一群天文学家,从上世纪九十年代初就开始通过测量银河系中心人马座区域的恒星的运动情况来研究银河中心天体的性质。

随着观测精度的提高,两组研究人员都发现,位于银河系中心有一种看不见但具有强大引力的天体,促使这些恒星在周围快速转圈。这个看不见的中心天体质量大约有400万倍太阳质量,根据引力理论可以判断那是一个超大质量黑洞。

天体物理和宇宙学现在是一个黄金时期,是一个非常活跃的时期。宇宙是未来重大科学发现的温床,有许多的秘密会来自于天上。就像著名理论物理学家威腾所说,黑洞在他学生时代是科幻小说里面的一个概念,现在变成了一个实实在在科学的存在,一个科学研究的前沿。

大家以前都不太相信黑洞是存在的,现在大量的天文学观察,证明黑洞确实是在宇宙中大量存在。今年诺奖的另外两个获得者的发现,银河系中心的所谓超大质量致密天体,就是黑洞。

曾经天文学并不包含在诺贝尔物理学奖的颁奖领域中,从上世纪七十年代后才被纳入。我认为诺贝尔奖颁给黑洞研究的时间应该再早些,因为黑洞研究的黄金年代开始于上世纪的六七十年代。如果可以再早几年,霍金应该也能获得诺贝尔奖。可惜的是,现在霍金已经去世了,这也是今年诺奖的一个遗憾。

黑洞的物理性质神秘而神奇,这次颁奖不仅是对黑洞领域理论和实验工作的认可,而且会进一步激发该领域的科学家迎难而上,百尺竿头更进一步。

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