一個黑洞炸出三個諾貝爾獎獲得者，研究黑洞到底有什麼意義？

2020-10-07 Space火星學長

10月6日，2020年諾貝爾物理學獎揭曉；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對廣義相對論的有力預測。另外一半授予萊因哈德·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。那麼很多人就不理解，為什麼都要去研究黑洞呢？帶著這個問題我們一起討論！

研究黑洞的意義

黑洞，相信大家都有所了解，它是一個吞噬萬物的天體就連光都逃不過它。那麼研究它有什麼意義呢？

有人說黑洞是當下物理學最尖端的研究之一，為什麼呢？當代自然科學的三大課題；基本粒子、天體演化以及生命起源，而研究黑洞與基本粒子、天體演化有著密切的關係。對我們人類探索宇宙發現，以及黑洞的存在對人類是否有危害，存在什麼影響都有著什麼重要的意義！在物理學界有一句話說的很明白；沸騰的黑洞，你將把物理學引向何方？透過奇異的黑暗，輻射出新世紀的曙光！這麼說感覺有點神話了黑洞研究在物理學的地位了，但是黑洞在物理學界就是如此重要！

兩大理論的最大矛盾點

如今現代物理的兩大基石；相對論與量子力學，相對論大家都很熟悉，愛因斯坦提出來的。目前的物理學上的廣義相對論與量子力學老死不相往來，一個代表著宏觀世界一個代表著微觀世界。而黑洞整體是屬於宏觀是廣義相對論的範疇，而中心點目前叫做奇點卻屬於微觀屬於量子力學的範疇。

學長在翻遍大量的文獻和相關解說後，做出廣義相對論與量子力學一個大概的矛盾；廣義相對論是說天體扭曲時空來解釋引力，但是引力根本無法量子化，如何確定一個粒子的引力場。按照量子力學，粒子的位置和動量是不確定的。所以，黑洞的奇點就出現一個這個問題，用廣義相對論來解釋黑洞奇點它就是存在的，但量子力學的範疇卻不允許它的存在就像不允許絕對零度存在一樣。所以這就導致了，奇點成為了這兩個理論的矛盾的最大衝突！幾十年來，科學家一直致力於將這兩個理論相結合，因為這兩個理論都是正確的，但矛盾確實存在！關於這個感興趣的小夥伴可以去搜索看看，學長能力有限只能講著這些了，阿巴阿巴！

衍生發現

白洞！愛因斯坦提出黑洞後又提出了白洞，科學家認為既然存在黑洞那麼就會有白洞的存在，都是相對論上預算出來的天體，證實了黑洞的存在也間接了證明，白洞也是存在的，而白洞與黑洞正好相反，是一個只發射能量、不吸收能量的特殊宇宙天體，白洞的力是排斥力，與黑洞的吸引力相反。當白洞內超密態物質向外噴射時，會與它周圍的物質發生猛烈的碰撞，釋放出巨大能量。由此推斷，有些X射線、宇宙線、射電爆發、射電雙源等現象，可能會與白洞的這種效應有關。並且2015年發現的引力波也是黑洞探索的衍生意義，探索宇宙，尋找宇宙的奧秘，黑洞的研究是必不可少的！

我們生活在這個宇宙中，就需要去認識這個宇宙，就像在《三體》這部小說裡所明白的一個含義，生活在這裡就必須認識這裡，並且了解宇宙的規則。人類不能局限於這個「微不足道」的小行星上，就像《星際穿越》所表達的，萬一哪一天地球不行了怎麼辦？所以科學需要發展，人類需要進步！感謝大家閱讀，我是學長，衷心希望懂這方面的朋友可以在評論區討論，大家一起漲漲姿勢，謝謝大家支持！

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    10月6日，英國人羅傑·彭羅斯、德國人賴因哈德·根策爾和美國人安德烈婭·蓋茲因在黑洞研究中做出的貢獻而被授予2020年諾貝爾物理學獎。黑洞是什麼?怎麼識別?阿根廷布宜諾斯艾利斯經濟新聞網盤點了上述問題。什麼是黑洞?理論認為，黑洞是恆星演化的最後階段，是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃逸的天體。
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    人們有兩種方法： 第一，既然大氣散射造成了這個問題，那麼就到大氣外面裝一個望遠鏡好了。於是哈勃望遠鏡問世了。人們躲開了大氣的散射，看到了許多從未見到的景象。觀察黑洞的射電望遠鏡工作波長大約λ=1.3mm，我們將角度和波長代入瑞利判據，可以得到望遠鏡口徑的最小值： 也就是說，這個望遠鏡的口徑至少要8000公裡！FAST肯定做不到。地球的半徑只有6400公裡，怎麼去建設這麼大的望遠鏡呢？ 科學家總有辦法。既然一個望遠鏡達不到這麼大口徑，我們可不可以使用多個望遠鏡達到這個目的呢？
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    數學物理學家羅傑·彭羅斯與安德烈·蓋斯和萊因哈德·根澤爾共同獲得諾貝爾獎，他們在星系中心發現了一個巨大的黑洞。羅傑·彭羅斯，安德烈·蓋斯和萊因哈德·根澤爾(從左到右)因他們對黑洞的研究獲得了2020年諾貝爾物理學獎。一個數學物理學家和兩個天文學家贏得了2020年諾貝爾物理學獎，用以表彰他們對研究質量最大最神秘的天體——黑洞的貢獻。
  • 三名科學家因黑洞相關研究獲諾獎
    公報還說，自上世紀90年代初以來，根策爾和蓋茲分別領導一個科研小組，用各種先進的望遠鏡觀測銀河系中央一個名為「射手座A *」的區域。他們都發現了一個質量非常大且看不見的天體：在不超過太陽系的空間中聚集了約400萬個太陽的質量，使周邊恆星急速旋轉。這一開創性工作提供了迄今為止最令人信服的證據，即銀河系中央有一個超大質量的黑洞。
  • 2020諾貝爾物理學獎：揭開黑洞奧秘，人類越來越了解宇宙了
    首先獲得2020諾貝爾物理學獎項的有三位，分別是羅傑·彭羅斯Roger Penrose，安德裡亞·格茲Andrea Ghez和雷因哈德·根澤爾Reinhard Genzel。在聲明中，諾貝爾物理學委員會主席大衛·哈維蘭說：「今年獲獎者的發現為緊湊和超大質量的天體研究領域開闢了新的天地。但是，這些奇異的天體仍然有許多問題，這些問題仍需要解答，這激勵了其他科學家未來該如何研究。不僅是關於它們的內部結構的問題，還有一個問題，那就是在黑洞附近的極端條件下該如何檢驗我們的引力理論？這也是一個關鍵問題。」
  • 黑洞到底是什麼?是一種天體還是一個洞?
    通常我們所說的黑洞指的是恆星類黑洞，也就是大質量恆星在燃料耗盡後急劇坍縮形成的，本質上也是一種天體，只不過引力密度非常快巨大，即便是光也逃脫不了黑洞強大的引力，所以我們無法直接觀看到黑洞！
  • 諾貝爾獎得主彭羅斯,跨學科探究的黑洞揭秘者
    數學物理學家羅傑·彭羅斯與安德烈·蓋斯和萊因哈德·根澤爾共同獲得諾貝爾獎，他們在星系中心發現了一個巨大的黑洞。 一個數學物理學家和兩個天文學家贏得了2020年諾貝爾物理學獎，用以表彰他們對研究質量最大最神秘的天體——黑洞的貢獻。
  • 黑洞裡面到底是什麼?人類推算出最大的黑洞有多大?
    人們可能會問，黑洞是否會消失和消亡，黑洞是否是連接另一個宇宙維度的通道，以及情況是否如此。今天我們要討論的是黑洞，宇宙中最大的黑洞。一、黑洞裡面是什麼事實上，黑洞是地球上的一個黑洞，因為它形成了一個神秘的區域，其中形成了強大的磁場。
  • 揭秘:人類發現黑洞的意義所在
    人類發現黑洞意義會有多大？黑洞有很多神奇而且無法解釋的現象。黑洞無毛，除了它的質量、電荷和旋轉，人們無法從外面說出黑洞內部是什麼。這意味著，黑洞必須包含大量對外面世界隱藏的信息。但是能塞到一個空間區域的信息量有個極限。信息需要能量，而根據愛因斯坦著名的方程 E=mc2，能量具有質量。所以，如果在一個空間區域存在太多信息，它將坍縮變成黑洞，而黑洞的大小會反映信息量的多少。1974年初，根據量子力學來研究黑洞附近物質的行為。令人十分驚訝的是，發現黑洞似乎以恆定的速度發射粒子，一個什麼都東西都無法逃脫的黑洞，竟然在發射粒子？
  • 諾貝爾獎為何聚焦黑洞研究？
    10月6日，英國人羅傑·彭羅斯、德國人賴因哈德·根策爾和美國人安德烈婭·蓋茲因在黑洞研究中做出的貢獻而被授予2020年諾貝爾物理學獎。黑洞是什麼？怎麼識別？阿根廷布宜諾斯艾利斯經濟新聞網盤點了上述問題。什麼是黑洞？理論認為，黑洞是恆星演化的最後階段，是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃逸的天體。但並非所有恆星都會變成黑洞，黑洞僅由非常巨大的恆星演變而成。
  • 黑洞研究獲得諾獎!一起了解一下年度諾貝爾獎吧!
    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。