剛剛,2020諾貝爾物理學獎揭曉!三位科學家因黑洞研究突破共同獲獎

2020-12-16 騰訊網

北京時間10月6日下午18時許,最受關注的2020諾貝爾物理學獎揭曉。

根據諾貝爾官方網站消息,2020年諾貝爾物理學獎一半頒給英國科學家羅傑·彭羅斯(Roger Penrose),另一半頒給德國科學家萊因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel)、美國科學家安德裡亞·格茲(Andrea Ghez)。他們將分享1000萬瑞典克朗的獎金(約合人民幣760萬元)。

Roger Penrose研究證明了黑洞的存在,而Reinhard Genzel與Andrea Ghez發現銀河系中心有一個超大質量的黑洞。

三位科學家簡介

羅傑·彭羅斯(Roger Penrose,1931年8月8日-),英國數學物理學家與牛津大學數學系名譽教授。

他在1965年提出了用以顯示恆星如何坍塌形成黑洞的數學方法。他與史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)合作,證明了如果愛因斯坦的廣義相對論正確,那麼將有一個奇點,一個無限密度和時空曲率的點,其中時間在會有一個起始點。

彭羅斯(Penrose)曾與史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)因奇點理論的工作共同獲得了沃爾夫物理學獎。

彭羅斯(Penrose)在扭轉空間理論方面有著傑出的貢獻,該理論致力於解決時空幾何問題。現在他是牛津大學數學系的名譽教授,並且著有幾本有關空間,時間和現實本質的書籍。

萊因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel,1952年3月24日-),出生於巴特洪堡,德國天體物理學家。

安德裡亞·格茲(Andrea Mia Ghez,1965年6月16日-),美國天文學家,加州大學洛杉磯分校物理學和天文學教授。

Andrea Ghez現工作於美國加利福尼亞大學。她也成為繼瑪麗·居裡(1903年)、瑪麗亞·格佩特-梅耶(1963年)和唐娜·斯特裡克蘭(2018年)之後,第四位榮獲諾貝爾物理學獎的女性。

1972年,彭羅斯為《科學美國人》撰寫文章:《黑洞必然存在》,本文收錄於《環球科學》黑洞專刊。在這篇半世紀之前的文章中,彭羅斯明確提出:對於某些天體來說,黑洞是它們命中注定的歸宿。

揭開黑洞與銀河系最黑暗的秘密

從愛因斯坦廣義相對論可以推斷「黑洞」,羅傑·彭羅斯用巧妙的數學方法證明了黑洞的存在。

愛因斯坦本人並不相信黑洞真的存在,這些超重量級的「怪物」會捕捉進入它們的一切。什麼都逃不掉,連光都逃不掉。

1965年1月,愛因斯坦去世十年後,羅傑·彭羅斯證明黑洞確實可以形成,並對其進行了詳細描述:在黑洞的中心,隱藏著一個奇點,在這個奇點裡所有已知的自然規律都停止了

他的開創性的論文被認為是自愛因斯坦以來對廣義相對論最重要的貢獻。

Reinhard Genzel和Andrea Ghez各自領導著一個天文學家小組,自20世紀90年代初以來,該小組一直專注於銀河系中心一個名為人馬座A*的區域。最靠近銀河系中心的最亮恆星的軌道已經被繪製得越來越精確。

這兩組人的測量結果是一致的,他們都發現了一個質量極大、不可見的物體,這個物體牽引著混亂的恆星,導致它們以令人眩暈的速度四處奔波。大約400萬個太陽質量聚集在一個不比我們太陽系大的區域。

利用世界上最大的望遠鏡,Reinhard Genzel和Andrea Ghez發明可一種方法,可以透過巨大的星際氣體和塵埃雲層,直達銀河系的中心。

他們拓展了技術的極限,改進了新技術來補償地球大氣層造成的扭曲,建造了獨特的儀器,並致力於長期研究。他們的開創性工作給了我們迄今為止最有說服力的證據,證明銀河系中心存在一個超大質量黑洞。

「今年獲獎者的發現在緻密和超大質量物體的研究方面開闢了新天地。但是這些奇異的物體仍然提出了許多問題,這些問題需要答案,並激發了未來的研究。」諾貝爾物理委員會主席大衛·哈維蘭( David Haviland)說,「不僅是關於它們內部結構的問題,還有關於如何在黑洞附近的極端條件下測試我們的引力理論的問題。」。

關於諾貝爾物理獎

自1901年首次頒獎至今,諾貝爾物理學獎共頒發過113次,213人次獲獎。其中,美國物理學家約翰·巴丁因電晶體效應和超導的BCS理論在1956年、1972年兩次獲得諾貝爾物理學獎。

從1901年至2019年,諾貝爾物理學獎已頒發113次,其中最年輕的獲獎者為25歲,最年長者為96歲,此前歷屆得主中有三位女性。

以下為近年諾貝爾物理學獎的獲得者名單及其主要成就:

2019年,美國普林斯頓大學名譽教授詹姆斯·皮波斯因「在物理宇宙學上的理論發現」享一半獎金,瑞士日內瓦大學教授米歇爾·馬約爾和迪迪埃·奎羅茲因「發現一顆環繞類太陽恆星的系外行星」共享另一半獎金。

2018年,美國科學家阿瑟·阿什金、法國科學家熱拉爾·穆魯以及加拿大科學家唐娜·斯特裡克蘭,憑藉在雷射物理學領域的突破性貢獻獲獎。

2017年,三名美國科學家雷納·韋斯、巴裡·巴裡什和基普·索恩,憑藉在發現引力波方面取得的成就獲獎。

2016年,三名科學家戴維·索利斯、鄧肯·霍爾丹和麥可·科斯特利茨,憑藉在物質的拓撲相變和拓撲相方面的理論發現獲獎。這三名科學家均在英國出生,獲獎時均在美國的大學從事研究工作。

2015年,日本科學家梶田隆章和加拿大科學家阿瑟·麥克唐納,憑藉發現中微子振蕩獲獎。

2014年,日本科學家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學家中村修二,憑藉發明藍色發光二極體(LED)獲獎。

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