银河系最黑暗的秘密是什么？今年诺贝尔物理学奖得主带你了解

当地时间10月6日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2020年诺贝尔物理学奖的一半授予罗杰·彭罗斯（Roger Penrose），另一半授予莱因哈德·根泽尔（Reinhard Genzel）和安德里亚·格兹（Andrea Ghez），以表彰他们发现了宇宙中最奇特的现象之一——黑洞，3位科学家将分享1000万瑞典克朗的奖金（约合人民币760万元）。

数百年来，物理学被认为是最重要的学科。诺贝尔在要求设立五大奖项的遗嘱中，物理学是最先被提及的领域。

3位科学家因何获奖？

当地时间10月6日，瑞典皇家科学院常任秘书戈兰·汉松宣布，罗杰·彭罗斯、莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹3位科学家是2020年诺贝尔物理学奖获奖者，因为他们揭露了“黑洞和银河系最黑暗的秘密”。

诺贝尔物理学委员会成员乌尔夫·丹尼尔森（Ulf Danielsson）表示，“人类对黑洞探究的历史可以追溯到18世纪末，通过著名物理学家阿尔伯特·爱因斯坦提出的广义相对论，我们第一次有了能够描述出这些物体的工具”。

但是由于这些知识难以理解，许多研究人员认为，黑洞仅仅是存在于纸上的理论研究。然而，2020年诺贝尔物理学奖获得者彭罗斯证明了黑洞确实存在于现实世界中。

根据诺贝尔网站消息，彭罗斯运用了巧妙的数学方法，证明黑洞是爱因斯坦提出的广义相对论的直接结果。

爱因斯坦认为，黑洞并不是实际存在的。这种超大质量的物体会捕获所有进入它们的物体，甚至没有光可以从黑洞中溢出。在爱因斯坦去世十年后，即1965年，彭罗斯证明了黑洞确实可以形成，他还对黑洞进行了详尽的描述。

根据彭罗斯的研究，黑洞的核心隐藏着一个奇点（singularity），在这个奇点中，所有已知的自然规律都会消失。诺贝尔奖委员会认为，彭罗斯这项开创性的研究是自爱因斯坦之后对广义相对论做出的最重要的贡献。

2020年诺贝尔物理学奖的另两名获奖者，根泽尔与格兹提供了迄今为止证明黑洞存在的最令人信服的证据。

上世纪90年代起，根泽尔与格兹二人专注于研究银河系中心的区域。他们通过研究发现，银河系中心存在一个超大质量且看不见的物体，这个物体大约有4百万个太阳那么大，而且能够扰乱恒星。

随后，根泽尔和格兹利用世界上最大的望远镜，开发出了一种测量方法，可以穿透星际气体和尘埃组成的巨大云团看到银河系的中心。他们不仅拓展了技术极限，还制造出独特的仪器以致力于长期研究。根泽尔和格兹开创性的工作提供了最能够令人信服的证据，表明银河系中心有一个超大质量的黑洞。

获奖者究竟是谁？

根据诺贝尔网站消息，彭罗斯于1931年出生在英国，现为牛津大学教授。彭罗斯曾以“奇点理论”等相关研究与著名物理学家史蒂芬·霍金创立了现代宇宙论的数学结构理论，二人还曾共同荣获沃尔夫物理学奖。沃尔夫物理学奖被认为是除诺贝尔物理学奖外，物理学界最重要的奖项之一。

莱因哈德·根泽尔，1952年出生于德国，现任美国加州大学伯克利分校教授。另一位获奖者安德里亚·格兹出生于1956年，目前就职于加州大学洛杉矶分校。诺贝尔网站介绍称，格兹是百年来第4位荣获诺贝尔物理学奖的女性。

奖项公布后，诺贝尔奖委员会还特别连线了格兹。在被问及得知获奖后的心情时，格兹表示，“我非常震惊，但也很兴奋。发现银河系中的黑洞对人类探索宇宙来说至关重要，这可以拓展我们对宇宙的认知”。

格兹还在通话中强调，作为一名女性科学家，她希望自己获得诺贝尔奖的消息，可以激励其他女性在这一领域继续努力。

各方对此有何评价？

当地时间10月6日，诺贝尔物理学委员会主席戴维·哈维兰德（David Haviland）在授予1000万瑞典克朗奖金时对3位科学家给予高度评价，“2020年诺贝尔物理学奖颁给了宇宙中最奇特的现象之一”。

哈维兰德还表示，“3位科学家的研究开辟了新领域，但这些奇特的物体仍然留下了许多疑问。为了寻求答案，我们需要进行更多的研究，不仅关于它们内部结构的问题，还关于如何在黑洞的极端条件下测试我们的引力理论的问题”。

中国天文学会会员、《天文爱好者杂志》副编审李良接受新京报记者采访时表示，黑洞是爱因斯坦广义相对论中预言的天体，由于黑洞的引力十分强大，就连速度最快的光进入黑洞之中都会被吸收，所以根据光学研究，黑洞是不存在的。许多研究人员也认为，黑洞仅仅是一种“跃然纸上”的天体。但是，彭罗斯的研究证明了黑洞的存在，这是具有开创性的。

李良指出，黑洞导致银河系中几千亿颗恒星围绕着银河系的中心而存在，从而形成一个星系。根泽尔与格兹二人的研究提供了最能够令人信服的证据，表明银河系中心有一个超大质量的黑洞。

数百年来，人们一直在努力研究黑洞。对于黑洞为何如此重要的原因，李良表示，人们希望通过研究黑洞，而更多了解宇宙起源和演化。当我们生活在地球上，与其他人共同仰望着同一片星空时，我们便对宇宙有了更多的遐想。2020年诺贝尔物理学奖获奖者为人类对天体物理的研究开辟了新领域，算得上“实至名归”。 

来源：新京报