2020年諾貝爾物理學獎揭曉，「宇宙最黑暗的秘密」

北京時間10月6日消息，2020年諾貝爾物理學獎揭曉，由德、美、英國的3名科學家分享：羅傑·彭羅斯（Roger Penrose），萊因哈德·根澤爾（Reinhard Genzel）和安德裡亞·格茲（Andrea Ghez）。

羅傑·彭羅斯（Roger Penrose），獲獎原因「發現黑洞的形成是對廣義相對論的穩定預測」；

萊因哈德·根澤爾（Reinhard Genzel）和安德裡亞·格茲（Andrea Ghez），獲獎原因「發現銀河系中心的超大緻密物體」。

獲獎者簡介：

Roger Penrose，1931年出生於英國的科爾切斯特。1957年畢業於英國劍橋大學。現為英國牛津大學教授。

Reinhard Genzel，1952年生於德國的巴特洪堡。1978年在德國波恩大學獲得博士學位。現為德國馬克斯普朗克地外物理研究所所長，美國加州大學伯克利分校教授。

Andrea Ghez，1965年出生於美國紐約。1992年畢業於美國加州理工學院，獲博士學位。現為美國加州大學洛杉磯分校教授。

羅傑·彭羅斯（Roger Penrose）用巧妙的數學方法證明了黑洞是愛因斯坦廣義相對論的直接結果，揭示了廣義相對論如何預測了黑洞的形成。

萊因哈德·根澤爾（Reinhard Genzel）和安德裡亞·格茲（Andrea Ghez） 各自領導著一個天文學家小組，從20世紀90年代早期開始，他們的研究重點是銀河系中心一個叫做人馬座A* 的區域，發現了一個非常重的、看不見的物體，它牽引著混亂的恆星，使它們以令人眩暈的速度奔跑。

「今年獲獎者的發現在研究緻密和超大質量天體方面開闢了新的領域。但是，這些奇異的物體仍然提出了許多問題，這些問題需要得到答案，並促進未來的研究。」諾貝爾物理學獎委員會 (Nobel Committee for Physics) 主席戴維哈維蘭 (David Haviland) 表示: 「這些問題不僅包括它們的內部結構，還包括如何在黑洞附近的極端條件下驗證我們的引力理論。「

評獎委員會稱今年諾貝爾物理學獎的關鍵詞為「宇宙最黑暗的秘密」。

宇宙天體物理學成為大贏家

近四年的諾貝爾物理學獎中，有三年的獎項均與宇宙學及天體物理學相關，宇宙天體相關奧秘的研究可謂是近年來諾獎的大贏家。

資料顯示，除了2020年的「黑洞探秘」獲獎之外，2019年摘得諾貝爾物理學獎的是宇宙學和系外行星領域。美國普林斯頓大學名譽教授詹姆斯·皮波斯（James Peebles）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（Michel Mayor）和迪迪埃·奎羅茲（Didier Queloz）因「發現一顆環繞類太陽恆星的系外行星」共享另一半獎金。

而2017年的主題詞則是LIGO引力波。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」。

其中米歇爾·馬約爾（Michel Mayor），迪迪埃·奎羅茲（Didier Queloz），基普索恩和巴裡巴裡什等都為「世界頂尖科學家協會」的會員，出席了往屆的世界頂尖科學家論壇。

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。 　　

近10年諾貝爾物理學獎得主 　　

2019年，諾貝爾物理學獎被頒發給兩個領域的科學家，其中，加拿大裔美國科學家詹姆斯·皮布爾斯的獲獎理由是他在物理宇宙學領域的理論性發現；而瑞士科學家米歇爾·馬約爾與瑞士科學家迪迪埃·奎洛茲則因「發現了圍繞其他類太陽恆星運行的系外行星」獲獎。 　　

2018年，諾貝爾物理學獎被授予美國科學家阿瑟·阿什金、法國科學家熱拉爾·穆魯及加拿大科學家唐娜·斯特裡克蘭，以表彰其在雷射物理學領域取得的突破性貢獻。 　　2017年，雷納·韋斯、巴裡·巴瑞斯和吉普·索恩因引力波探測研究獲獎。 　　

2016年，英國科學家大衛·索利斯、鄧肯·霍爾丹和麥可·科斯特利茨，因在理論上發現了物質的拓撲相變和拓撲相而榮獲該獎項。 　　

2015年，日本科學家梶田隆章和加拿大科學家亞瑟·麥克唐納共同獲諾貝爾物理學獎。兩人因發現中微子振蕩，證明中微子有質量而獲得了這一獎項。 　　

2014年，諾貝爾物理學獎得主是日本科學家赤崎勇、日裔美國科學家中村修二及日本科學家天野浩。他們開發了藍色發光二極體(LED)，使節電的高亮度照明器材成為可能，極大改變了人們的生活，並因此受到高度評價。 　　

2013年，諾貝爾物理學獎被授予比利時理論物理學者弗朗索瓦·恩格勒和英國理論物理學家彼得·希格斯，兩人因預測被稱為「上帝粒子」的希格斯玻色子的存在而獲獎。 　　2012年，諾貝爾物理學獎由法國科學家塞爾日·阿羅什與美國科學家大衛·維因蘭德獲得，兩位物理學家因為在量子光學領域對光與物質間的密切關係和相互作用的研究而獲得表彰。 　　

2011年，諾貝爾物理學獎被授予美國天體物理學家薩爾·波爾馬特、澳大利亞物理學家布萊恩·施密特及美國科學家亞當·裡斯，表彰他們「通過觀測遙遠超新星發現宇宙的加速膨脹」。 　　

2010年，諾貝爾物理學獎被授予英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究。石墨烯是目前已知材料中最薄的一種，被普遍認為會最終替代矽，從而引發電子工業的再次革命。

唯問老編根據網絡資料綜合整理