左:羅傑·彭羅斯爵士 英國數學物理學家、牛津大學數學系名譽教授。他在數學物理方面的工作擁有高度評價,特別是對廣義相對論與宇宙學方面的貢獻。
中:萊因哈德·根澤爾 德國天體物理學家,出生於巴特洪堡。
右:安德裡亞·格茲 美國天文學家,加州大學洛杉磯分校物理學和天文學教授。
瑞典皇家科學院6日宣布,將2020年諾貝爾物理學獎授予三名科學家。英國科學家羅傑·彭羅斯因證明黑洞是愛因斯坦廣義相對論的直接結果而獲獎;德國科學家萊因哈德·根澤爾和美國科學家安德裡亞·格茲因在銀河系中央發現超大質量天體而獲獎。
彭羅斯1931年出生於英國,現為牛津大學教授;根澤爾1952年生於德國,現任德國馬克斯·普朗克地外物理研究所所長,併兼任美國加利福尼亞大學伯克利分校教授;格茲1965年出生於美國,現為美國加利福尼亞大學洛杉磯分校教授。格茲也是迄今第四位獲諾貝爾物理學獎的女性科學家。
當天在瑞典皇家科學院會議廳舉行的發布會比預定時間晚10多分鐘。皇家科學院常任秘書戈蘭·漢松首先向因新冠疫情而無法現場報導的媒體表示歉意,並解釋這一延遲是因為與獲獎者聯繫。隨後他公布了獲獎者名單及主要成就。
三位科學家將分享1000萬瑞典克朗(約合112萬美元)獎金,彭羅斯獲得其中一半,根澤爾和格茲共享另外一半。
霍金「老搭檔」獲獎
據悉,現年89歲的彭羅斯來自英國,是一名數學物理學家、數學家和科學哲學家。他在牛津大學擔任名譽數學教授和研究員,也是劍橋大學聖約翰學院一名名譽研究員。
根據瑞典皇家科學院當天在線上新聞發布會上的聲明,彭羅斯之所以獲獎,是因為他「發明了巧妙的數學方法,探索了愛因斯坦的廣義相對論」,他的研究揭示了廣義相對論如何預測了黑洞的形成。
在當今世界的科學理解中,黑洞的一大特徵是中心藏著一個密度無限大的點,叫奇點。然而,在上個世紀60年代,學術界卻對奇點的存在深表懷疑。在他們眼裡,出現無限大,意味著預言黑洞存在的廣義相對論有什麼地方錯了。
然而,彭羅斯與霍金在黑洞研究中引入拓撲學,從數學上嚴格證明:在廣義相對論框架內,每個黑洞內部必然藏有一個密度無限大的奇點;要想讓黑洞中心不出現奇點,是不可能的。這一結論被稱為黑洞的「彭羅斯-霍金奇性定理」。
最令人驚訝的是,奇性定理具有很強的普適性,適用於一切現實中坍縮的恆星。這就打消了一些物理學家的念頭,彭羅斯和霍金因此項貢獻共同獲得1988年的沃爾夫物理學獎。
當然,彭羅斯更為世人所津津樂道的,還是那個就算鋪滿世界圖案也不會重複的「彭羅斯瓷磚」,以及《盜夢空間》中多次出現寓意滿滿的「彭羅斯樓梯」。
誕生諾貝爾物理學獎史上
第四位女性得主
與彭羅斯一起分享2020年諾貝爾物理學獎的根澤爾來自德國。
1978年,根澤爾在波恩大學獲得物理學和天文學博士學位,並在波恩的馬克斯·普朗克射電天文學研究所撰寫了一篇射電天文學論文。自1986年以來,根澤爾一直在馬克斯·普朗克天體物理研究所擔任主任。從那時開始,他和他的團隊一起著手研究銀河系中心。
在得知他榮獲諾貝爾物理學獎之後,根澤爾的秘書告訴媒體,這個獎項對於他們研究所來說,是「一個極大的榮幸」。在那之後,辦公室的電話一直沒停,研究所還計劃為根澤爾獲獎舉行新聞發布會。研究所一名發言人表示,這次獲諾獎「真是令人驚訝」。
同樣因為獲獎而感到震驚及榮幸的,還有來自美國的格茲。今年55歲的她,是該獎項有史以來的第四位女性得主。
「我希望我能激勵其他年輕女性加入這個領域的研究,」格茲在今日的新聞發布會連線時說道,「這是一個充滿許多樂趣的領域,如果你對科學飽含熱情,那可以大有作為。」
根澤爾和格茲一起,使用世界上最大的望遠鏡,透過由星際氣體和塵埃組成的巨大雲團,看到了銀河系的中心。從20世紀90年代初開始,他們的開創性工作就一直在進行。其結果是,他們找到了迄今為止最令人信服的證據,證明黑洞就位於我們宇宙的中心。
成都商報-紅星新聞記者 王雅林 特約記者 王薇