黑洞研究獲得諾獎!一起了解一下年度諾貝爾獎吧!

2020-12-04 業餘小羊羔

自10月15日起,2020年諾貝爾獎「開獎周」正式拉開帷幕。由於新冠病毒的影響,擁有百年歷史的諾貝爾獎,也不得不取消了延續了半個多世紀的頒獎晚宴,頒獎儀式也更改為線上舉行。

今天我們就先來了解一下本年度生理學或醫學獎以及物理學獎吧。

生理學或醫學獎:C肝病毒的發現

北京時間10月5日,2020諾貝爾生理學或醫學獎被先行公布,經過卡羅琳學院諾貝爾獎委員會的評選,本年度諾貝爾生理學或醫學獎最終共同頒發給了美國國立衛生院的哈維·阿爾特(Harvey J. Alter),加拿大阿爾伯特大學的麥可·霍頓(Michael Houghton)和洛克菲勒大學的查爾斯·M·賴斯因(Charles M. Rice),來表彰這三位科學家在C肝病毒方面的研究成果,他們將共享總計1000萬(約759萬人民幣)瑞典克朗的獎金。

研究背景與過程:

在世界衛生組織最新的研究報告中,全球已經確診的C型肝炎病例有7000萬例,每年有40萬人死於C肝病毒,在我國,C肝病毒型肝炎的發病率為11.5/10萬。C肝病毒會引發慢性肝炎,長期治療不利會進一步惡化,造成無法挽回的傷害,因此丙型病毒肝炎也是肝癌和肝臟移植問題的主要致病原因。A肝病毒,B肝病毒和C肝病毒雖然都是肝炎病毒,但它們屬於不同的病毒家族。A肝病毒可以通過其他病毒和受汙染的食品傳播,引發急性重症肝炎。而B肝病毒和C肝病毒是通過血液傳播,和愛滋病毒傳播方式相似。

大約70年以前,人們第一次發現,越來越多的慢性肝炎患者是在多次輸血之後患病的。在1967年,巴魯克·布魯伯格(Baruch Blumberg)發現了B肝病毒,1976年,他也因此獲得了諾貝爾獎。然而,這一發現無法證明所有的慢性肝炎患者都是由B肝病毒所造成的。曾與巴魯克合作過的哈維·阿爾特發現,即使清除B肝病毒感染者血液中的B肝病毒,這些血液仍有致病性,因此哈維懷疑存在另一種慢性肝炎致病因子,在1978年,哈維·阿爾特證明了這種致病因子具有病毒的特性。但是,分離出這種病毒十分困難,直到1989,麥可·霍頓和同事結合分子生物學和免疫學的相關技術來克隆病毒,並在進一步研究中成功識別了C肝病毒,這也是第一次通過分子生物學的方法識別出一種新病毒。在此基礎之上,麥可立刻利用這一發現研製出一種新的血液檢測方法,利用該方法可也篩選出攜帶C肝病毒的血液庫血液,有效避免了病毒的進一步傳播。隨後,查爾斯·M·斯賴茵進一步證明僅憑C型肝炎病毒病毒便可以引起丙型慢性肝炎。

三位諾獎得主的成果,為人類對病毒傳播的抗爭提供了堅實的基礎,也正是因為他們的成果,才推進了高效抗病毒藥物的研發,以至於目前95%以上接受治療的患者最終都能夠痊癒,他們成功拯救了百萬人的生命。

物理學獎:宇宙中最「黑暗」的奧秘

本年度物理學獎再一次頒發給了天體物理領域的傑出貢獻。北京時間10月6日下午,瑞典皇家科學院宣布,2020年諾貝爾物理學獎的一半授予英國牛津大學教授羅傑彭羅斯(Roger Penrose),另一半共同授予美國加州大學伯克利分校的萊茵哈德根澤爾(Reinhard Genzel),和加州大學洛杉磯分校的安德烈亞蓋茨(Andrea Ghez),以此來表彰他們在「黑洞」研究方面所取得的重大成果。他們也將共享總計1000萬瑞典克朗的獎金。

研究背景與過程:早在18世紀,英國天文學家約翰·米歇爾和法國科學家皮埃爾·拉普拉斯就推測可能存在引力非常大的天體,連光都無法逃避,我們將其稱為——黑洞。黑洞具有極高的密度,為了製造黑洞我們需要將地球壓縮到豌豆大小。

當時間來到1915年,愛因斯坦建立了廣義相對論,而黑洞正是廣義相對論所預言的神奇天體,然而包括愛因斯坦在內的許多科學家都對於黑洞的存在感到困惑不已,因為在數學方面描繪這樣一個天體實在過於複雜。直到1965年,羅傑·彭羅斯受到在宇宙中觀測到的猛烈現象的啟發,在尋求解釋的過程中,身為牛津大學數學系名譽教授,在數學方面卓有建樹的他運用了新的數學工具,該工具在數學嚴謹方面得到增強,最終他成功證明黑洞的形成是廣義相對論宇宙中不可避免的結果。在廣義相對論宇宙中,黑洞是自然現象。

羅傑·彭羅斯與霍金是共同研究黑洞的好友,他們共同證明了奇性定理。

既然,黑洞的確存在在宇宙中,那麼我們怎樣發現它呢?加州大學的萊茵哈德·根澤爾和安德烈·蓋茨正是因為成功觀測到銀河系中心的黑洞而獲得本年度諾貝物理學獎。它們將望遠鏡轉向我們銀河系的中心,他們懷疑那裡存在著奇怪的東西。他們利用紅外線,透過塵埃雲發現,在遙遠的銀河系中心,有一些恆星在繞著觀測不到的東西旋轉。其中一顆恆星在進行著周期為16年的周期旋轉運動,經過計算,他們發現導致該恆星運動的天體是一個具有400萬倍太陽質量的超質量天體,這便是他們發現的黑洞,隱藏在銀河系深處的黑暗奧秘。

他們成功發現了宇宙最黑暗角落中的未知奧秘,證明了黑洞的真實存在性,這也意味著新的宇宙探險的開始,偉大的自然宇宙中還蘊藏著太多未知的驚喜!

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