黑洞与银河系最黑暗的秘密 | 2020年诺贝尔物理学奖

北京时间10月6日，2020年诺贝尔物理奖揭晓，获奖人是：英国科学家Roger Penrose、德国天体物理学家Reinhard Genzel和美国天文学家Andrea Ghez。

今年的诺贝尔物理学奖被分为两半。其中一半为表彰Roger Penrose，原因为“发现黑洞的形成是对广义相对论的稳定预测”。

另一半颁发给Reinhard Genzel和Andrea Ghez，获奖原因“发现银河系中心的超大致密物体”。

Roger Penrose用巧妙的数学方法证明黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果。爱因斯坦本人并不相信黑洞真的存在，这些超重量级的怪物能捕捉进入黑洞的一切。什么都逃不掉，光也逃不掉。

1965年1月，爱因斯坦去世十年后，Roger Penrose证明了黑洞确实可以形成，并对其进行了详细的描述；在他们的内心深处，黑洞隐藏着一个奇点，所有已知的自然规律都在这个奇点中停止。他的开创性文章仍然被认为是自爱因斯坦以来对广义相对论最重要的贡献。

Reinhard Genzel 和 Andrea Ghez各自领导着一个天文学家小组，自20世纪90年代初以来，他们一直专注于银河系中心一个叫做人马座a*的区域。最近距离银河系中央最亮恒星的轨道已经被越来越精确地绘制出来。这两组人的测量结果一致，都发现了一个极其沉重、看不见的物体，它牵引着混乱的恒星，使它们以令人眩晕的速度四处奔波。大约400万个太阳质量聚集在一个不比我们的太阳系大的区域。

利用世界上最大的望远镜，Genzel和Ghez发明了一种方法，可以透过巨大的星际气体和尘埃云层，直达银河系的中心。他们扩大了技术的局限性，改进了新技术，以弥补地球大气层造成的扭曲，建造了独特的仪器，并致力于长期研究。他们的开创性工作为我们提供了迄今为止最有说服力的证据，证明银河系中心有一个超大质量黑洞。

“今年获奖者的发现为紧凑和超大质量物体的研究开辟了新天地。但是，这些奇异的物体仍然提出了许多问题，这些问题需要解答，并激励了未来的研究。诺贝尔物理学委员会主席大卫·哈维兰说：“不仅有关于它们内部结构的问题，而且还有如何在黑洞附近的极端条件下，检验我们的引力理论的问题。”

获奖人详细信息

罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）是英国理论物理学家，1931年出生。他在1965年提出了用以显示恒星如何坍塌形成黑洞的数学方法。他与史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）合作，证明了如果爱因斯坦的广义相对论正确，那么将有一个奇点，一个无限密度和时空曲率的点，其中时间在会有一个起始点。彭罗斯（Penrose）曾与史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）因奇点理论的工作共同获得了沃尔夫物理学奖。

彭罗斯（Penrose）在扭转空间理论方面有着杰出的贡献，该理论致力于解决时空几何问题。现在他是牛津大学数学系的名誉教授，并且著有几本有关空间，时间和现实本质的书籍。

赖因哈德·根策尔（Reinhard Genzel）于1952年出生于德国，现工作于美国加利福尼亚州的马克斯·普朗克地外物理学研究所。

安德莉亚·盖兹（Andrea Ghez）于1965年出生于美国，现工作于美国加利福尼亚大学。她也成为继玛丽·居里（1903年）、玛丽亚·格佩特-梅耶（1963年）和唐娜·斯特里克兰（2018年）之后，第四位荣获诺贝尔物理学奖的女性。