2020年諾貝爾物理學獎，為什麼頒給黑洞？

諾獎黑洞

2020 年諾貝爾物理學獎正式揭曉，授予下列三位科學家，分別是：

英國科學家羅傑·彭羅斯、德國科學家賴因哈德·根策爾和美國科學家安德烈婭·蓋茲。

三位獲獎者因發現了宇宙中最奇特的現象—黑洞而獲獎。

說起黑洞，就不得不說下，1915年，愛因斯坦提出的廣義相對論。

他就預測會有一個質量非常大的奇特物體會存在在宇宙中。而這個物體呢，它會彎曲時空，產生引力，所有物質都只能進不能出，連光都無法逃逸出來。

為了驗證大V的猜想，無數科學家們也在找方法來證明黑洞是否真的存在。

而第一位獲獎者羅傑·彭羅斯，他就用數學方法把黑洞給計算出來了。順便說下，彭羅斯之前就是非常有名的數學家，然後投入天體物理學研究。

他最大的貢獻是與霍金合作，計算出奇點在黑洞中的形成是必然的

啥是奇點？

小鯨來給大家簡單說下黑洞。

黑洞是一個質量接近無限大，體積接近無限小的天體，它的中心就是奇點。

在它周圍的一定區域內，叫做"事件視界"。黑洞的視界將它的內部，與我們可見的宇宙隔絕開來。由於視界的存在，我們無法看到這些塌縮的物質。

因為它們所發出的光，也逃不出黑洞的魔爪，所以黑洞是一個連光都無法逃逸的地方。

OK, 理論咱們推導出來了，剩下就是需要實際觀測。

不是常說，理論要結合實際嘛。

黑洞跟咱們平時見到的發光天體不一樣。

發光天體，咱們可以靠光去觀測研究它。而黑洞會把周圍所有的物質都吸過去，包括光，所以研究黑洞是件非常困難的。

那怎麼辦呢？

咱們另闢蹊徑，研究黑洞周圍圍繞的天體不就可以了嘛，而這就是剩下兩位獲獎者的事情。

他們用具體的觀測數據去驗證了，雖然銀河系中心除了無線電波基本上什麼也看不見，但是附近卻有很多恆星在瘋狂地繞著它打轉。

所以他們分析了這些恆星的速度和軌道，預測銀河系中心大約有一個質量為太陽400萬倍的緻密天體，而這個物體很可能就是一個超大質量的黑洞。

為什麼給黑洞

那麼這一屆諾獎為什麼頒給黑洞？

小鯨猜測呢，會不會跟2019年4月10日，由事件視界望遠鏡（EHT）團隊所拍攝的人類首張黑洞的照片有關係。

這個黑洞位於室女座一個巨橢圓星系M87星系中心，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。

這個光環其實是黑洞吸積盤周圍發出來。

吸積盤是什麼？

我們知道物質掉入黑洞 並不會全部消失，稍有偏差，它們就會繞著黑洞轉動。隨著物質的增多，它們就會在黑洞周圍聚集起來。由於在轉動，這些物質就會形成了一個圍繞黑洞高速轉動的盤，也叫吸積盤。

對黑洞的研究，科學家都是靠通過它周圍的吸積盤來觀測，因為這些吸積盤由於恆星的密集而變得非常亮。

這就好像我們雖然看不見氣球裡面的空氣，但是我們能看到鼓起來的氣球皮一樣。雖然我們無法直接看到黑洞，但是看到了周圍的吸積盤，吸積盤的中間確實有個洞。

所以，這次的照片幫助我們直接確認了黑洞的存在。

感悟

人類的探索永無止境，而黑洞作為最神秘的存在，一直是科學家想要研究清楚的項目。

也許有人會認為研究黑洞意義不大，或者沒什麼意義。

其實呢，研究黑洞肯定有它的存在價值的。

小鯨為什麼這麼說呢？

咱們生活中的每一項技術成果，其實都是之前那些「看似無用的純理論研究」的結果。

比如你手機上的GPS就是用到了狹義和廣義相對論，再比如你現在能用手機看到我的文章，其實都是量子理論的成果。

所以你看，幾乎所有的技術，都是之前那些看似「無用」的科學理論的產物。

也許未來有一天，當光速飛船，蟲洞旅行投入量產、商業運營時候，人們就不會再問，研究黑洞有什麼用了。