解读2020年诺贝尔物理学奖成就

 
 
他们“看到”了黑洞——解读2020年诺贝尔物理学奖成就  
 

新华社北京10月6日电（记者罗国芳）2020年诺贝尔物理学奖揭晓给了三位获奖者，因为“他们发明白宇宙中最奇异的现象之一——黑洞”。

英国物理学家罗杰·彭罗斯证明黑洞是广义相对论的直接产品。德国科学家赖因哈德·根策尔和美国科学家安德烈娅·盖兹则发明，在我们银河系的中心，有一个看不见的、质量极大的天体节制着周边恒星的轨道，今朝对这个天体的独一表明就是一个超大质量黑洞。

爱因斯坦提出的广义相对论颠覆了传统的空间和时间观念。他的方程式预言了黑洞的存在：大质量的天体会使空间弯曲、时间减慢，一个超大质量的天体甚至能吞噬光泽，从而形成一片“绝对暗中”的空间，这就是黑洞。值得一提的是，爱因斯坦本人并不相信黑洞真的可以存在。

然而，在爱因斯坦归天10年后，彭罗斯用巧妙的数学要领论证了黑洞可以形成，并对其举办了具体描写：在黑洞的焦点埋没着一个奇点，它的时空曲率无穷大，密度也趋于无限大。一旦物质开始坍缩，就没有什么能阻止坍缩的继承，所有物质只能沿一个偏向走向奇点。这是一条通往时间止境的“单行道”。

彭罗斯这篇开创性的论文颁发于1965年1月，至今仍被认为是自爱因斯坦以来对广义相对论最重要的孝敬。此刻，黑洞的中心存在奇点已成为科学界的普遍认识。

黑洞引力很是强大，甚至连光泽也无法逃逸，没有光泽射出的界线称为“事件视界”。直接窥视黑洞是不行能的——黑洞所有的奥秘都藏在它的事件视界内。可是，星星为孜孜以求的科学家们指明白偏向。

操作恒星的轨道作为领导，根策尔和盖兹提出了迄今最有说服力的证据，证明银河系中心埋没着一个看不见的超大质量天体。

100年前，美国天文学家哈洛·沙普利首先确定了银河系的中心，即弓手座（又称人马座）偏向。但直到20世纪90年月，跟着更大、更先进的天文视察设备呈现，科学家们才得以对银河系中心举办更系统的研究。

根策尔和盖兹别离率领一个研究小组，自上世纪90年月初以来一直试图透过尘土云视察银河系中央一个名为“弓手座A*”的区域。根策尔小组最初利用位于智利的新技能望远镜（NTT），尔后利用位于智利帕拉纳尔山上的甚大望远镜（VLT）。而盖兹小组则利用位于美国夏威夷冒纳凯阿山上的凯克天文台。

近30年来，根策尔和盖兹的团队不绝完善视察技能，追踪视察区域内浩瀚恒星中一批最亮恒星的举动轨迹。个中一颗恒星在不到16年的时间内完成了环绕星系中心的完整运行，科学家们得以绘制出它的完整轨道。

两个研究团队在数十年如一日的视察后得出一致结论：银河系中心存在一个质量很是大且看不见的天体，在不高出太阳系的空间中聚积了约400万个太阳的质量，使周边恒星急速旋转。对这个看不见的天体，今朝独一公道的表明就是它是一个黑洞。

2019年4月10日，由全球8台射电望远镜组合而成的“事件视界望远镜”项目拍摄到人类汗青上第一张黑洞照片。被拍到的这个黑洞位于一个名为M87的星系中央，其质量是太阳的65亿倍。在不久的未来，银河系中央的黑洞“真容”大概也会显露。

诺贝尔物理学奖评委会主席戴维·哈维兰德在颁奖典礼上暗示，本年获奖者们的发明为研究致密和超大质量天体开发了新天地。但这些怪异的物体仍然提出了很多有待进一步解答的问题，并引发将来的研究。他说：“不只有关于它们内部布局的问题，尚有关于如安在紧邻黑洞的极度条件下测试我们的引力理论的问题。”

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