現代快報訊（記者 阿里亞 舒越）10月6日，瑞典皇家科學院宣布，將2020年諾貝爾物理學獎一半授予羅傑·彭羅斯（Roger Penrose）因為發現黑洞的形成是廣義相對論的有力預測。另外一半共同授予萊因哈德·根澤爾（Reinhard Genzel）和安德裡亞·格茲（Andrea Ghez），因為在銀河系中心發現了一個超大質量的緻密天體。三人將共享1000萬瑞典克朗獎金（約合760萬人民幣）。
那麼，這三位科學家都有哪些貢獻？現代快報記者採訪了中科院紫金山天文臺研究員劉四明和南京大學天文與空間科學學院教授謝懿。
【揭曉】
羅傑·彭羅斯，是霍金的科研夥伴
「彭羅斯利用數學方法證明了黑洞是愛因斯坦廣義相對論的直接結果，他的研究能夠幫助我們理解廣義相對論如何預測了黑洞的形成，怎麼進入黑洞以及進入黑洞後會發生些什麼。」劉四明介紹，羅傑·彭羅斯在數學物理方面擁有高度評價，特別是對廣義相對論與宇宙學方面有重要貢獻。
羅傑·彭羅斯1931年出生於英國，是牛津大學教授。瑞典皇家科學院表示，把諾獎物理學獎的一半獎金頒給羅傑·彭羅斯，理由是發現「黑洞的形成是廣義相對論的有力預測」。
「愛因斯坦在相對論中就曾經預言過黑洞的存在。它會捕獲一切進入其中的東西，沒有任何東西，甚至是光都無法逃離黑洞。」劉四明說，「黑洞」的概念最早是1916年由德國天文學家卡爾·史瓦西通過計算得出的。他發現，如果將大量物質集中於空間一點，周圍會產生奇異的現象，即在這個空間點周圍存在一個界面——「視界」，一旦進入這個界面，即使光也無法逃脫。
值得一提的是，羅傑·彭羅斯和霍金還有深厚的研究友誼。兩人合作將黑洞的數學運用到了整個宇宙中，並表明在我們遙遠的過去存在一個奇點，一個無限彎曲的時空區域：大爆炸的起點。
「彭羅斯是一位著名理論物理學家，尤其在黑洞研究方面，他和霍金也是一對科研夥伴。」謝懿表示，霍金在黑洞部分領域做出了很重要的證明，所以很多人也許會說，彭羅斯這個獎項，也有霍金的一半。
堅持30年！他們發現了超大質量的「黑洞」
今年，諾貝爾物理學獎的另一部分授予了德國天體物理學家萊因哈德·根澤爾和美國天文學家、加州大學洛杉磯分校教授安德裡亞·格茲（女），他們發現了銀河系中心的一個超大質量的緻密天體。
「在天體物理領域，這兩位獲得諾貝爾獎是早晚的事。」謝懿告訴現代快報記者，他們發現的「緻密天體」，其實指的就是黑洞。從上世紀90年代早期開始，兩位科學家分別帶領團隊，對銀河系中心區域進行觀測，時間長達二三十年。
「觀測」二字，聽起來容易，但做起來並不簡單。謝懿解釋，首先兩位科學家團隊是通過地面上大型望遠鏡進行觀測，一個在美國夏威夷，另一個歐洲小組用的是位於智利的歐洲南方天文臺，他們對銀河中心區域周圍的幾十顆恆星進行了二三十年的連續觀測，由恆星運動推演出了銀河系中心有一個不發光的大質量天體。
他們發現，大約400萬個太陽質量聚集在一個不比我們太陽系大的區域裡。根據這麼大的質量，同時又在這麼小的範圍，排除了目前存在的實體之後，根據現有的所有理論，這裡只可能是一個黑洞。「這是距離地球最近的超大質量黑洞，人類第一次能夠通過測量黑洞周圍的物質對其進行直接探測。」 謝懿說。
謝懿表示，如果說彭羅斯是理論物理學家，這兩位科學家就是「實戰派」，從他們的科研故事中不難看出，除了有觀測設備等硬體支撐，堅持不懈的精神也是科研工作者很重要的品質。
「今年獲獎者的發現在研究緻密和超大質量天體方面開闢了新的領域。但是，這些奇異的物體仍然提出了許多問題，這些問題需要得到答案，並促進未來的研究。」諾貝爾物理學獎委員會主席戴維·哈維蘭 (David Haviland) 表示：「這些問題不僅包括它們的內部結構，還包括如何在黑洞附近的極端條件下驗證我們的引力理論。」
【背景資料】
盤點過去5年諾貝爾物理學獎得主及主要成就
根據諾貝爾獎官方網站介紹，諾貝爾物理學獎是根據瑞典著名化學家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾的遺囑，以其部分遺產作為基金創立的5個獎項之一，旨在獎勵對人類物理學領域裡做出突出貢獻的科學家，由瑞典皇家科學院頒發。
以下為近5年諾貝爾物理學獎的獲得者名單及其主要成就：
2015年，諾貝爾物理學獎授予日本科學家梶田隆章和加拿大科學家亞瑟·麥克唐納。兩位科學家因發現中微子振蕩，證明中微子有質量而獲得了這一獎項。
2016年，英國科學家大衛·索利斯、鄧肯·霍爾丹和麥可·科斯特利茨共同獲得諾貝爾物理學獎。他們因在理論上發現了物質的拓撲相變和拓撲相而榮獲該獎項。
2017年，三名美國科學家雷納·韋斯、巴裡·巴裡什和基普·索恩，憑藉在發現引力波方面取得的成就獲獎。
2018年，諾貝爾物理學獎被授予美國科學家阿瑟·阿什金、法國科學家熱拉爾·穆魯及加拿大科學家唐娜·斯特裡克蘭，以表彰其在雷射物理學領域取得的突破性貢獻。
2019年，諾貝爾物理學獎授予詹姆斯·皮布爾斯，以表彰其對物理宇宙學的理論發現。與此同時，兩位瑞士天文學家米歇爾·麥耶和迪迪埃·奎洛茲也獲得該獎，因為他們發現了太陽系外行星。
諾貝爾物理學獎小知識
從1901年到2019年，諾貝爾物理學獎共頒發了113次。期間，1916、1931、1934、1940、1941和1942這6年沒有頒發。
113次頒獎中，47次為單獨獲獎者，32次為2人共享，34次為3人共享。
從1901年至2019年，累計213人獲得這一獎項。
最年輕的獲獎者是英國物理學家勞倫斯·布拉格。1915年，年僅25歲的他憑藉用X射線研究晶體內原子和分子結構的貢獻，與父親亨利·布拉格共同獲得諾貝爾物理學獎。
最年長的獲獎者是阿瑟·阿什金，2018年因在「光學鑷子及其在生物系統中的應用」領域所做的工作獲獎，時年96歲。
在獲得諾貝爾物理學獎的213人中，有3位是女性。分別是1903年獲獎的居裡夫人，1963年的瑪利亞·戈佩特·梅耶以及2018年的唐娜·斯特裡克蘭。
美國物理學家約翰·巴丁是唯一兩次獲得諾貝爾物理學獎的人，分別在1956年和1972年獲得這一獎項。
除了約翰·巴丁曾兩次獲得諾貝爾物理學獎外，還有一位諾貝爾獎得主也曾獲得過兩次諾貝爾獎，她就是居裡夫人。居裡夫人在1903年獲得諾貝爾物理學獎，1911年獲得諾貝爾化學獎。
【提醒】
據諾獎官網消息，其他獎項的揭曉時間預計為：10月7日公布化學獎獲得者，10月8日公布文學獎獲得者，10月9日公布和平獎獲得者，10月12日揭曉經濟學獎獲得者。
（編輯 周冬梅）