原標(biāo)題：研究黑洞獲諾獎：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)獎項(xiàng)頒給這三位科學(xué)家,，說明黑洞理論正式得到了諾貝爾獎的承認(rèn),。

▲圖片來自諾貝爾官方網(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·彭羅斯的獲獎理由是發(fā)現(xiàn)黑洞的形成是廣義相對論的有力預(yù)測；雷因哈德·根澤爾和安德里亞·格茲的獲獎理由則是發(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)家分別來自英國,、德國和美國。其中,，安德里亞·格茲因?yàn)槭堑谒奈慌晕锢碇Z獎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)獎將獎項(xiàng)頒給這三位科學(xué)家,，說明黑洞理論正式得到了諾貝爾獎的承認(rèn),，“這次的諾貝爾獎頒發(fā)給宇宙最暗處的秘密”——秘書長宣布他們獲獎時(shí)給出了一句恰如其分的點(diǎn)評。

諾獎委員會主席David Haviland說,，今年的諾獎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)動未來研究的問題——除了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的問題，還有在黑洞附近的引力理論問題,。

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

雖然施瓦西在廣義相對論剛發(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論中的必然。

1965年,，彭羅斯在廣義相對論框架中證明了奇點(diǎn)定理,，說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,，它包圍了一個奇點(diǎn)（密度和時(shí)空曲率無窮大的點(diǎn)，物理定律在奇點(diǎn)失效）,。諾獎委員會認(rèn)為,，這個工作被認(rèn)為是愛因斯坦以來廣義相對論最重要的突破,。

雷因哈德·根澤爾和安德里亞·格茲各自領(lǐng)導(dǎo)一個天文學(xué)小組，從1990年代開始,，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的天體,，質(zhì)量高達(dá)400萬太陽質(zhì)量，將附近的星吸引過去,。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)獎有幾個令人驚訝之處,。

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領(lǐng)域的潛規(guī)則,。

二是,，諾貝爾物理學(xué)獎的風(fēng)格發(fā)生了些許變化，開始將獲獎機(jī)會給到更多的理論學(xué)者,。彭羅斯獲獎是因?yàn)樽C明了一個定理,，而不是一個具體的問題，按照諾貝爾物理學(xué)獎以往的傳統(tǒng),，原本很難獲獎,。

另一半獎金所獎勵的超大質(zhì)量黑洞是近年來天文學(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），這是觀測方面的成就,。這剛好也是EHT下一個觀測目標(biāo)——銀河系中心人馬座A*,。可以估計(jì),，EHT的黑洞照片也是促成這次諾獎的因素之一,。

探索黑洞，研究黑洞,，對于人類了解宇宙有著重要的科學(xué)意義,。在正式得到諾獎的承認(rèn)后，可以預(yù)料,，這將鼓勵人們繼續(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,，在未來將得到更多的加冕,。

□施郁（復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系教授）