霍金好友獲諾貝爾物理學獎，曾一起研究黑洞，為什麼霍金沒獲獎？

2020年的諾貝爾物理學獎已經正式公布，獲得此次殊榮的是英國數學物理學家的羅傑·彭羅斯（Roger Penrose）、德國天體物理學家萊因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel)和美國天文學家安德烈婭·米婭·蓋茲（Andrea Mia Ghez），他們對黑洞的研究做出了突出貢獻。

值得注意的是，連續兩年的物理學獎頒給了宇宙學或者天體物理學領域。如果再加上2017年的引力波，這是諾獎四年來第三次頒給宇宙學。

彭羅斯

彭羅斯通過嚴謹的數學邏輯證明，愛因斯坦的廣義相對論能夠有力地預測黑洞的形成。黑洞可謂是宇宙中最為奇特的天體之一，由於巨大的引力作用，任何力量都無法對抗，黑洞前身天體的物質全部坍縮到中心的奇點，並在其周圍形成一個封閉的空間，能夠把光也束縛在其中。

對於黑洞這樣反直覺的天體，就連愛因斯坦都覺得宇宙中不可能存在。不過，彭羅斯卻嚴格地證明，廣義相對論確實預言了黑洞的存在。而在2019年，天文學家終於第一次直接捕獲了黑洞的照片，黑洞的存在被直接證明。正因為彭羅斯的突出貢獻，他獲得了今年的諾獎。

說到彭羅斯，大家可能會想到一位已故的著名物理學家——霍金。他們兩位是多年的好友，並且還一起合作研究過黑洞。

既然彭羅斯都獲獎了，為什麼霍金卻沒有呢？

霍金和彭羅斯合作證明了奇點定理，但這並不是諾獎級的成就，而且有關奇點的理論最初是由彭羅斯提出的。彭羅斯在這方面的研究具有開創性，他獲獎是實至名歸。

霍金的更重要成就是提出霍金輻射。真空的隨機量子漲落會產生虛粒子對，如果這一過程發生在黑洞的事件視界邊緣，那麼，反虛粒子會掉進黑洞中，而正虛粒子會獲得質量成為實粒子，逃離到遠方，導致黑洞質量下降，這就是霍金輻射。

然而，霍金輻射極其微弱，黑洞需要千萬億年的時間才能蒸發殆盡，導致這種效應至今還沒有探測到，所以霍金沒能獲得諾獎。更重要的是，諾獎不會頒發給已故的人，即便未來霍金輻射被發現，已經離世的霍金也不會因此而獲獎。

根澤爾和蓋茲

這兩位物理學家的獲獎的理由也與黑洞有關，他們發現了潛伏在銀河系中心的一個質量超大的緻密天體——人馬座A*，距離太陽系2.6萬光年，這被認為是銀心中的超大質量黑洞。

在去年直接發現黑洞之後，天文學家對於黑洞的研究都是基於間接方法。雖然黑洞本身不會發光，但它們的極端引力會影響到周圍天體的運動，通過觀測這些天體，就能知道黑洞的存在，並且還能了解黑洞的質量等物理特徵。

根澤爾和蓋茲（女，第四位獲諾獎的女物理學家）的兩個研究團隊對銀心的恆星運動軌道進行了長年追蹤，結果發現一些特殊的恆星繞著一個不可見的緻密天體在運動，其質量估計可達太陽的430萬倍，地球的1.4萬億倍。

根澤爾團隊觀測到，一顆編號為S2的恆星在2018年運行到近心點，距離中心僅120天文單位，其軌道速度高達7650公裡/秒，相當於光速的2.6%。種種跡象表明，人馬座A*是一個超大質量黑洞。

事件視界望遠鏡（EHT）最先公布的黑洞照片來自於M87星系中心的超大質量黑洞，距離我們5350萬光年。事實上，EHT也已經捕捉了人馬座A*，未來幾年應該就會公布，屆時將會直接證明銀心超大質量黑洞的存在。

最後，雖然愛因斯坦本人並沒有因為廣義相對論而獲得諾獎，但廣義相對論無疑是一個瑰寶，它的很多預言都被相繼證實，不少的物理學家因此而獲得諾獎。不得不說，愛因斯坦是當之無愧的殿堂級物理學大師。