繼去年之後,今年的諾貝爾物理學獎再次花落天體物理學。
2020年諾貝爾物理學獎今天傍晚頒出。此次物理學獎授予羅傑·彭羅斯(Roger Penrose),雷因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel)和安德裡亞·格茲(Andrea Ghez),三位獲獎者因發現了宇宙中最奇特的現象黑洞,分享1000萬瑞典克朗獎金(約合760萬人民幣)。
「諾獎在過去四年中三次頒給了天體物理學研究,代表了人類對宇宙起源的嚮往,探索永無止盡。人類總是在探索自己在宇宙中位置,這應該是諾獎對人類探索未知的褒獎。」上海交通大學物理與天文學院教授劉江來在接受記者採訪時說,今年的諾貝爾物理學獎頒給的三位科學家,恰好是從理論與觀測兩個方面,同時從廣義相對論出發,得到黑洞是廣義相對論的確鑿驗證。
出生於1931年的彭羅斯是非常知名的理論物理學家,他所做的思想實驗,如時空結構實驗,對開創人類對宇宙緻密天體引力的深刻認識有巨大的影響。「廣義相對論預言的時空奇點,在觀測中被證明了。這為我們的研究又打開了一扇大門。」劉江來特別提到一點:彭羅斯和霍金也是合作夥伴,如果霍金還活著,也許可以和他分享這個諾獎。
李政道研究所天文研究部副主任、上海交大物理與天文學院教授張鵬傑在接受文匯報記者採訪時表示,天體物理學近年來成為諾獎的熱門,甚至已有了「兩暗一黑三起源」的說法,即暗物質和暗能量,黑洞,宇宙起源、天體起源和生命起源。
他說,彭羅斯提出的彭羅斯圖,是研究黑洞必須要用的最基本的數學工具,正是因為彭羅斯在數學方面的突破,才解決了理論物理的難題。1965年彭羅斯發表了第一篇影響力巨大的論文後,霍金在他之後又寫了相關的一篇論文,其後彭羅斯在1970年和霍金合寫了一篇論文,才誕生了彭羅斯-霍金奇點定理,「雖然霍金影響力比他大,但是在業界公認彭羅斯的貢獻遠在霍金之上」。
去年的諾獎物理學獎就頒給了關於宇宙起源的研究,還有一年的諾獎頒給了發現系外行星的科學家——這是關於生命起源,而2011年的諾貝爾物理學獎是給了暗能量。2017年的諾獎物理學獎給了引力波,要知道,是太陽質量的黑洞產生的引力波。
特別值得一提的是,張鵬傑的同事、專攻天文學領域的沈俊太教授曾訪問過雷因哈德·根澤爾和安德裡亞·格茲的實驗室。他說,愛因斯坦本人提出廣義相對論的時候,他本人並不真的相信黑洞存在,但羅傑·彭羅斯使用了巧妙的數學方法,證明黑洞是愛因斯坦廣義相對論的直接結果。
在1965年1月,羅傑·彭羅斯證明了黑洞真的可以形成,並對其進行了詳細的描述:黑洞的核心是隱藏著一個奇點,在這個奇點中,所有已知的自然法則都停止了。他的這篇開創性的文章至今仍被認為是自愛因斯坦以來對廣義相對論最重要的貢獻。
而雷因哈德·根澤爾和安德裡亞·格茲,一個用美國的凱克望遠鏡,一個用歐洲的VLT望遠鏡——這些都是10米級的望遠鏡,觀測到了銀河系中間的高質量緻密天體。
他說:「天文學領域的競爭非常激烈,這兩個課題組一直都是競爭對手,尤其是在20多年前,觀測數據還不那麼豐富的情況下,更是如此。」而此次諾獎委員會的頒獎詞仍然非常謹慎,提到的是他們觀測到了銀河系中心有一個420萬個太陽質量的緻密天體,「雖然在天文學家眼中,這99%的可能性就是黑洞,但是在物理學家眼中,認識並沒有那麼一致」。
作者:姜澎
責任編輯:樊麗萍
*文匯獨家稿件,轉載請註明出處。|圖片來自諾獎官網