重磅!2020諾貝爾物理學獎揭曉 發現神奇的黑洞 3位得主分享760萬...

2020-12-03 金融界

來源:中國基金報

作者:文景

繼昨天公布2020年度諾貝爾獎首個獎項後,另一自然科學類獎項諾貝爾物理學獎也於今天「官宣」得主。

當地時間10月6日,瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布,將2020年諾貝爾物理學獎的一半授予羅傑·彭羅斯(Roger Penrose),另一半授予雷因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel)和安德裡亞·格茲(Andrea Ghez),以表彰他們「發現了宇宙中最奇特的現象之一——黑洞」。他們將分享1000萬瑞典克朗的獎金(約合人民幣760萬元)。

根據諾貝爾網站消息,彭羅斯證明了黑洞的存在,而跟澤爾與格茲發現銀河系中心有一個超大質量的黑洞。

羅傑·彭羅斯(Roger Penrose,1931年8月8日-),英國數學物理學家與牛津大學數學系W. W. Rouse Ball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。

萊因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel,1952年3月24日-),出生於巴特洪堡,德國天體物理學家。

安德裡亞·格茲(Andrea Mia Ghez,1965年6月16日-),美國天文學家,加州大學洛杉磯分校物理學和天文學教授。

迄今為止,一共頒發過114次諾貝爾物理學獎,共有215名科學家獲得過該獎項,這些科學家用自己的智慧、堅持和不懈努力,為我們揭示了宇宙的奧秘,展示了大自然的奇妙。

歷史上曾有3名女性獲得諾貝爾物理學獎,分別是我們熟知的「居裡夫人」瑪麗·居裡、德裔美國物理學家瑪麗亞格佩特·梅耶和2018年的得主唐娜斯特裡克蘭。其中,瑪麗·居裡兩度獲得諾獎。今年的安德裡亞·格茲成為了第四位諾貝爾物理學獎女性獲得者。

因新冠肺炎疫情,本次活動諾貝爾委員會對進入瑞典皇家科學院會場的人數進行了嚴格控制,全場人數不超過30人。並且進場時發給每個人一個口罩,對於沒有戴口罩要求的瑞典來說,這已經是瑞典要求最嚴格的地方。

神奇的黑洞

北京時間2019年4月10日21時,人類首張黑洞照片面世,該黑洞位於室女座一個巨橢圓星系M87的中心,距離地球5500萬光年,質量約為太陽的65億倍。它的核心區域存在一個陰影,周圍環繞一個新月狀光環。愛因斯坦廣義相對論被證明在極端條件下仍然成立。

幾十年來,黑洞引發人們無數遐想,但沒有人知道它的真正模樣。正因為這個,第一張黑洞照片才備受期待,被譽為「非凡的科研成果」,是天文學上的「重要裡程碑」,「具有歷史性意義」。

黑洞是現代廣義相對論中,存在於宇宙空間中的一種天體。黑洞的引力極其強大,使得視界內的逃逸速度大於光速。故而,「黑洞是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體」。

兩百多年前,就有科研人員設想宇宙中存在一種質量巨大、引力強到連光也無法逃脫的天體。愛因斯坦在一百多年前提出的廣義相對論,可用於計算出這種天體的若干性質。但黑洞作為一個科學術語,直到20世紀60年代才由美國天體物理學家約翰·惠勒提出。

1916年,德國天文學家卡爾·史瓦西通過計算得到了愛因斯坦場方程的一個真空解,這個解表明,如果一個靜態球對稱星體實際半徑小於一個定值,其周圍會產生奇異的現象,即存在一個界面——「視界」,一旦進入這個界面,即使光也無法逃脫。

黑洞無法直接觀測,但可以藉由間接方式得知其存在與質量,並且觀測到它對其他事物的影響。藉由物體被吸入之前的因黑洞引力帶來的加速度導致的摩擦而放出x射線和γ射線的「邊緣訊息」,可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可藉由間接觀測恆星或星際雲氣團繞行軌跡,還可以取得位置以及質量。

五年獲獎情況

2019年,美國普林斯頓大學名譽教授詹姆斯·皮波斯因「在物理宇宙學上的理論發現」獨享一半獎金,瑞士日內瓦大學教授米歇爾·馬約爾和迪迪埃·奎羅茲因「發現一顆環繞類太陽恆星的系外行星」共享另一半獎金。

2018年,美國科學家亞瑟·阿斯金、法國科學家傑哈莫羅和加拿大科學家唐娜·斯特裡克蘭獲獎,理由是「在雷射物理領域的突破性發明」。

2017年,三名美國科學家雷納·韋斯、基普·索恩和巴裡·巴裡什獲獎,理由是「在LIGO探測器和引力波觀測方面的決定性貢獻」。

2016年,三位英美科學家大衛·索利斯、鄧肯·霍爾丹、麥可·科斯特利茨獲獎,理由是「理論發現拓撲相變和拓撲相物質」。

2015年,日本科學家梶田隆章與加拿大科學家阿瑟麥克·唐納獲獎,理由是「發現中微子振蕩現象,該發現表明中微子擁有質量」。

「數」說諾貝爾物理學獎

113次

一共頒發了113次,其中1916年、1931年、1934年、1940年、1941年和1942年沒有頒獎。1人單獨獲獎的有47次;2人同時獲獎的有32次;3人共同獲獎的有34次。

213人

1901-2019年,共有213人次獲得了這一獎項。其中約翰·巴丁1人獲得兩次,所以一共是212人得獎。

25歲、96歲

最年輕的獲獎者是勞倫斯·布拉格,1915年,25歲的他和父親一起獲獎。

最年長的獲獎者是2018獲獎的美國科學家阿瑟·阿什金,2018年得獎時,他已經96歲高齡。遺憾的是,2020年9月21日,阿瑟·阿什金在美國新澤西家中去世,終年98歲。

34位

獲獎最熱門的研究領域是粒子物理學,共有34位獲獎者。

3位

只有3位女性獲得過諾貝爾物理學獎,她們是瑪麗·居裡(1903年獲獎)、瑪麗亞·梅耶(1963年獲獎)和唐娜·斯特裡克蘭(2018年獲獎)

4對

有4對父子獲得過諾貝爾物理學獎,分別是:

威廉·布拉格和兒子勞倫斯·布拉格(1915年共同獲獎)。

尼爾斯·玻爾(1922年獲獎)和兒子奧格·玻爾(1975年獲獎)。

曼內·西格巴恩(1924年獲獎)和兒子凱·西格巴恩(1981年獲獎)。

約瑟夫·湯姆遜(1906年獲獎,左)和兒子喬治·湯姆遜(1937年獲獎)。

據統計,在百餘年中,物理學獎是華人拿獎最多的諾貝爾獎項,共有6名華人科學家獲此殊榮,分別是李政道、楊振寧、丁肇中、朱棣文、崔琦和高琨。

06年諾獎得主談諾蘭新作《信條》

此前,全球頂尖導演諾蘭新作《信條》自上映以來掀起一陣討論狂潮。電影的基本設定——反轉一個物體或一個人的熵,讓其進行時間穿梭,到底有沒有理論支持?我們未來的某一天,能不能進行時間旅行?

據世界頂尖科學家協會透露,2006年諾貝爾物理學獎得主喬治·斯穆特三世說:「這件事情想在現實中做到是很難的,所以我是不會太去擔心這個問題的。但對於電影來說,這無疑是一個有趣的假定。」不過,斯穆特認為,隨著人類對科學,尤其是基礎科學有了更多的重視和認知,這件事是可能發生的。「因此,我們也在逐漸接受這種觀點,我們可以通過不斷修復身體的細胞來達到延年益壽的目的。我認為只要我們有足夠的智慧來更好地構建這個社會,並且有睿智合適的人帶領著我們前進,那麼未來我們的壽命都會越來越長,並且衰老的問題也會被改善。」

9月14日,英國卡迪夫大學教授簡·格裡夫斯與其同事們的一項研究,刊登於天文學頂級期刊《自然·天文學》雜誌上。他們在金星的大氣中,檢測到了微量的氣體磷化氫存在。在地球上,磷化氫是一種難聞的氣體,但是這種氣體按照現有的科學認知,被認為是只有生命可以製造出來的,也就是說,發現了磷化氫,可以推論出有潛在的生命跡象。如何看待今天的金星大發現?外星生命到底是否存在?「金星上的發現十分有趣。」

2019年諾貝爾物理學獎得主迪迪埃·奎羅茲說,雖然在主流天文學界,金星因為過熱的環境、巨大的氣壓、酸性的大氣環境不被視為星際探索的首選,但是「金星其實是一個非常具有研究價值的星球,這一次的意外所獲毋庸置疑地讓金星在人類心目中的探索排名大大提升」。

奎洛茲教授的老師、瑞士天文物理學家米歇爾·馬約爾則表示:「雖然我不再像年輕時那樣永遠懷著對外星人的肯定,但是探索在火星或者木星或者金星上是否存在生命,直至今日,也是能夠讓我興奮不已的話題。」去年,迪迪埃·奎洛茲和米歇爾·馬約爾因發現了太陽系外行星飛馬座51b獲得諾貝爾物理學獎。

今年諾貝爾頒獎還有啥看點?

2020年諾貝爾獎獲得者的獎金比2019年增加100萬瑞典克朗,達到1000萬瑞典克朗(約合760萬元人民幣)。

就宣布順序而言,本屆諾貝爾獎沒有任何變化,但因新冠肺炎疫情,本次活動諾貝爾委員會對人數也進行了嚴格控制,會場不超過30人。此外,將於12月舉行的傳統的頒獎典禮和晚宴被取消,改為線上舉行。

今年的諾貝爾獎後續頒布日程如下:

2020年的諾貝爾和平獎是最受矚目的獎項之一。

斯德哥爾摩國際和平研究所所長丹·史密斯對CNN表示,「今年是這麼多年來我最不確定誰會贏得諾貝爾和平獎的一年」,評定諾獎的委員對於這個獎項也會更加謹慎,因為「他們一般來說希望用這個獎釋放一些信號……今年,他們必須釋放一個給人希望的信號,一個一切都會好起來的信念」。

CNN評論指出,今年的諾貝爾和平獎很可能是個「新冠和平獎」,即獎項會頒給在抗擊疫情方面有突出成就的組織或個人。

目前,世界衛生組織(WHO)被認為是最有可能贏得今年諾貝爾和平獎的組織。不過,世衛組織也面臨一些爭議,其中批評聲主要來自美國總統川普。但絕大部分國家都認可世衛組織在疫情應對中的努力。

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