原標(biāo)題：研究黑洞獲諾獎(jiǎng)：他們發(fā)現(xiàn)了宇宙最暗處的秘密|新京報(bào)專欄

把最重要的物理學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)頒給這三位科學(xué)家，說(shuō)明黑洞理論正式得到了諾貝爾獎(jiǎng)的承認(rèn),。

▲圖片來(lái)自諾貝爾官方網(wǎng)站,。

文|施郁

據(jù)新京報(bào)報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月6日,，瑞典皇家科學(xué)院在斯德哥爾摩宣布,，將2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的一半授予羅杰·彭羅斯，另一半授予雷因哈德·根澤爾和安德里亞·格茲,，以表彰他們“發(fā)現(xiàn)了宇宙中最奇特的現(xiàn)象之一——黑洞”,。

羅杰·彭羅斯的獲獎(jiǎng)理由是發(fā)現(xiàn)黑洞的形成是廣義相對(duì)論的有力預(yù)測(cè)；雷因哈德·根澤爾和安德里亞·格茲的獲獎(jiǎng)理由則是發(fā)現(xiàn)了銀河系中心的超大質(zhì)量致密天體,。這三位科學(xué)家分別來(lái)自英國(guó),、德國(guó)和美國(guó),。其中，安德里亞·格茲因?yàn)槭堑谒奈慌晕锢碇Z獎(jiǎng)得主而更受到輿論的關(guān)注。

數(shù)百年前,，物理學(xué)被認(rèn)為是最重要的學(xué)科,。諾貝爾在要求設(shè)立五大獎(jiǎng)項(xiàng)的遺囑中,，物理學(xué)是最先被提及的領(lǐng)域,。

今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)將獎(jiǎng)項(xiàng)頒給這三位科學(xué)家,，說(shuō)明黑洞理論正式得到了諾貝爾獎(jiǎng)的承認(rèn),，“這次的諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給宇宙最暗處的秘密”——秘書(shū)長(zhǎng)宣布他們獲獎(jiǎng)時(shí)給出了一句恰如其分的點(diǎn)評(píng)。

諾獎(jiǎng)委員會(huì)主席David Haviland說(shuō),，今年的諾獎(jiǎng)得主在致密天體和超大質(zhì)量黑洞方面獲得了突破,，這方面還有很多驅(qū)動(dòng)未來(lái)研究的問(wèn)題——除了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，還有在黑洞附近的引力理論問(wèn)題,。

1915年12月22日,，愛(ài)因斯坦寫(xiě)出廣義相對(duì)論方程后不到一個(gè)月，就收到在俄國(guó)前線擔(dān)任炮兵中尉的施瓦西來(lái)信,，信中有兩篇論文，提出了后來(lái)人們稱作黑洞的時(shí)空區(qū)域。但是他只考慮各向同性引力場(chǎng)（各向同性的意思是各個(gè)方向都是等效的）和球體產(chǎn)生的引力場(chǎng)。

雖然施瓦西在廣義相對(duì)論剛發(fā)表就提出了黑洞,，彭羅斯則發(fā)現(xiàn)黑洞形成幾乎是廣義相對(duì)論中的必然,。

1965年，彭羅斯在廣義相對(duì)論框架中證明了奇點(diǎn)定理,，說(shuō)明在很寬泛的條件下,，只需要物質(zhì)的能量是非負(fù)的,，黑洞確實(shí)能夠形成,，它包圍了一個(gè)奇點(diǎn)（密度和時(shí)空曲率無(wú)窮大的點(diǎn),，物理定律在奇點(diǎn)失效）,。諾獎(jiǎng)委員會(huì)認(rèn)為,，這個(gè)工作被認(rèn)為是愛(ài)因斯坦以來(lái)廣義相對(duì)論最重要的突破,。

雷因哈德·根澤爾和安德里亞·格茲各自領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)天文學(xué)小組,，從1990年代開(kāi)始，用世界上最大的望遠(yuǎn)鏡,，集中研究我們的銀河系中心區(qū)域人馬座（Sgittarius）A*,。他們的結(jié)果一致表明,，在銀河系中心存在看不見(jiàn)的天體，質(zhì)量高達(dá)400萬(wàn)太陽(yáng)質(zhì)量,，將附近的星吸引過(guò)去,。他們的工作是銀河系中心超大質(zhì)量黑洞的最強(qiáng)證據(jù)。

與往年相比,，今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)有幾個(gè)令人驚訝之處,。

一是,，連續(xù)兩年再次頒給了天體物理相關(guān)的方向,，打破了相鄰年份不頒給同一個(gè)領(lǐng)域的潛規(guī)則,。

二是，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的風(fēng)格發(fā)生了些許變化,，開(kāi)始將獲獎(jiǎng)機(jī)會(huì)給到更多的理論學(xué)者,。彭羅斯獲獎(jiǎng)是因?yàn)樽C明了一個(gè)定理，而不是一個(gè)具體的問(wèn)題,，按照諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)以往的傳統(tǒng),，原本很難獲獎(jiǎng)。

另一半獎(jiǎng)金所獎(jiǎng)勵(lì)的超大質(zhì)量黑洞是近年來(lái)天文學(xué)與天體物理的重要成就,，也與EHT的黑洞照片有關(guān)（那是位于M87星系中心的黑洞）,，這是觀測(cè)方面的成就。這剛好也是EHT下一個(gè)觀測(cè)目標(biāo)——銀河系中心人馬座A*,?？梢怨烙?jì)，EHT的黑洞照片也是促成這次諾獎(jiǎng)的因素之一,。

探索黑洞,，研究黑洞，對(duì)于人類了解宇宙有著重要的科學(xué)意義,。在正式得到諾獎(jiǎng)的承認(rèn)后,，可以預(yù)料，這將鼓勵(lì)人們繼續(xù)仰望星空,，探究宇宙的奧秘,，作為宇宙中時(shí)空彎曲最極端的區(qū)域，黑洞研究也將得到進(jìn)一步發(fā)展,，在未來(lái)將得到更多的加冕,。

□施郁（復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系教授）