每經(jīng)編輯 何小桃    

央視新聞報道，當(dāng)?shù)貢r間10月6日，瑞典皇家科學(xué)院常任秘書戈蘭·漢松宣布，將2020年諾貝爾物理學(xué)獎一半授予羅杰·彭羅斯（Roger Penrose），“因為發(fā)現(xiàn)黑洞的形成是對廣義相對論的有力預(yù)測”。另外一半授予萊因哈德·根澤爾（Reinhard Genzel）和安德里亞·格茲（Andrea Ghez），因為在銀河系中心發(fā)現(xiàn)了一個超大質(zhì)量的致密天體，總獎金為1000萬瑞典克朗（約合760萬人民幣）。

羅杰·彭羅斯爵士，英國數(shù)學(xué)物理學(xué)家、牛津大學(xué)數(shù)學(xué)系名譽教授。他在數(shù)學(xué)物理方面的工作擁有高度評價，特別是對廣義相對論與宇宙學(xué)方面的貢獻(xiàn)。

萊因哈德·根澤爾，德國天體物理學(xué)家，出生于巴特洪堡。

安德里亞·格茲，美國天文學(xué)家，加州大學(xué)洛杉磯分校物理學(xué)和天文學(xué)教授。

因新冠肺炎疫情，本次活動諾貝爾委員會對進(jìn)入瑞典皇家科學(xué)院會場的人數(shù)進(jìn)行了嚴(yán)格控制，全場人數(shù)不超過30人，并在進(jìn)場時為每個人發(fā)放一個口罩。

接下來，諾貝爾獎后續(xù)頒布日程如下：

10月7日，瑞典當(dāng)?shù)貢r間11:45，諾貝爾化學(xué)獎頒布；

10月8日，瑞典當(dāng)?shù)貢r間13:00，諾貝爾文學(xué)獎頒布；

10月12日，瑞典當(dāng)?shù)貢r間11:45，諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎頒布。

黑洞“吸納”全部獎金

據(jù)諾獎官方介紹，本次諾貝爾物理學(xué)獎一半授予羅杰·彭羅斯，獲獎原因是其“發(fā)現(xiàn)黑洞的形成是對廣義相對論的穩(wěn)定預(yù)測”。

官方表示，羅杰·彭羅斯發(fā)明了巧妙的數(shù)學(xué)方法，探索了愛因斯坦的廣義相對論，“他證明了該理論可預(yù)測黑洞的形成，這種時空中的怪物可以捕獲進(jìn)入其中的萬物。”

另一半則授予萊因哈德·根澤爾和安德里亞·格茲，獲獎原因是他們“發(fā)現(xiàn)銀河系中心的超大致密物體”。他們的研究成果認(rèn)為，一個隱形且非常重的天體控制著我們銀河系中心恒星的軌道。目前唯一已知的解釋是，那是一個超大質(zhì)量的黑洞。

今年諾獎獎金為1000萬瑞典克朗（約合760萬人民幣），這意味著羅杰·彭羅斯拿到500萬克朗，另外兩位物理學(xué)家分享500萬克朗。

今年物理學(xué)獎公布之后，很快就有多位科學(xué)界人士感嘆史蒂芬·霍金的逝去。霍金在科學(xué)上有許多貢獻(xiàn)，包括與本次諾獎得主之一的羅杰·彭羅斯共同合作提出在廣義相對論框架內(nèi)的彭羅斯-霍金奇性定理，以及他對關(guān)于黑洞會發(fā)放輻射的理論性預(yù)測（現(xiàn)稱為霍金輻射）。霍金是第一個提出由廣義相對論和量子力學(xué)聯(lián)合解釋的宇宙論理論之人。

彭羅斯和霍金還有深厚的研究友誼。為了理解量子引力，彭羅斯在20世紀(jì)60年代提出了一個激進(jìn)的想法。在彭羅斯的扭量理論中，幾何中的點被扭量所取代，其實體類似于一種可拉伸的線。在這個扭量空間內(nèi)，彭羅斯發(fā)現(xiàn)了一種可以高效描述以光速行進(jìn)的場（如電磁場和引力場）的方法。但現(xiàn)實空間包括多種類型的不同的場，任何理論都需要夠解釋不同場之間的相互作用，例如電荷間的電荷力，或是在更復(fù)雜的廣義相對論中由于場本身的能量所產(chǎn)生的引力。然而，包括廣義相對論在這張照片中的相互作用已被證明是一項艱巨的任務(wù)。

霍金在掌握了彭羅斯的理論后，在1974年利用量子理論宣布黑洞應(yīng)該散發(fā)熱量并最終消失。對于正常的黑洞來說，這并不是一個快速的過程，比宇宙的時代要長得多，太陽質(zhì)量蒸發(fā)的黑洞。但在生命的盡頭，迷你黑洞以驚人的速度釋放熱量，最終以百萬噸級氫彈的能量爆炸。霍金指出，宇宙中的微型黑洞，每個重達(dá)10億噸，但大小不超過質(zhì)子。此外，霍金還提出了對黑洞本質(zhì)的一系列見解，以及我們所在的宇宙源于“大爆炸”后擴張過程的這一新論點。這一新穎的論點由霍金與另一位 Dennis 的學(xué)生喬治·埃利斯共同完成的，他們一起撰寫了名為“時空的宏觀結(jié)構(gòu)《The Large-Scale Structure of Space-Time》的論文。

當(dāng)物理學(xué)遇到天文學(xué)：

愛因斯坦陪哈勃“看星星”

德國哲學(xué)家康德曾說過，世界上有兩樣?xùn)|西最能震撼人們的心靈，其中一個就是我們“頭頂浩瀚燦爛的星空”。

而在過去一百多年間，諾貝爾物理學(xué)獎就見證了人類百年的探索領(lǐng)域，從腳下的這顆星球，擴展到頭頂?shù)男强铡?/span>

2019年，隨著該獎項被同時授予宇宙學(xué)和系外行星學(xué)兩個領(lǐng)域，作為天文學(xué)分支的天體物理學(xué)迎來高光時刻。

再加上2015年的中微子振蕩、2017年的引力波，過去五年中，天體物理學(xué)的研究成果已經(jīng)三次斬獲諾貝爾物理學(xué)獎。

天文領(lǐng)域的研究者屢屢摘得諾獎桂冠，這在半個世紀(jì)前，是完全不可想象的事情。因為，那時的天文研究，還很難入諾獎的“法眼”。

正是由于諾貝爾沒有設(shè)立專門的天文學(xué)獎項，過去一些科學(xué)價值不遜于物理學(xué)研究的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)，只能折戟諾獎“名利場”。

哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝到的愛因斯坦環(huán)的圖片。圖中央是一個星系團，它的質(zhì)量足夠大，以至于嚴(yán)重扭曲了它周圍的時空，形成了環(huán)繞這個星系團的奇怪環(huán)線，這就是愛因斯坦環(huán)。圖片來源：NASA官網(wǎng)

這其中，可能要數(shù)宇宙膨脹發(fā)現(xiàn)者哈勃數(shù)十年無緣諾獎一事，最為遺憾。

這位美國天文學(xué)家，不僅建立了哈勃定律，被認(rèn)為是宇宙膨脹的有力證據(jù)，還被稱為“星系天文學(xué)之父”。1931年冬，就連著名物理學(xué)家愛因斯坦都慕名跨越大西洋，來到美國西海岸的威爾遜山天文臺，和哈勃一起，用胡克望遠(yuǎn)鏡“看星星”。

在那之后，一心想拿下諾貝爾獎的哈勃，又等了22年，但令人扼腕的是，他在1953年9月下旬的一天，因腦血栓發(fā)作猝然離世。此時，距離公布諾獎得主僅剩下幾天。

值得慶幸是，20世紀(jì)下半葉以來，物理學(xué)和天文學(xué)相互滲透與融合的趨勢日益明顯。天文學(xué)觀測的新發(fā)現(xiàn)、一些天體物理學(xué)的突出成果，更是推進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展。有非凡成就的天文學(xué)家獲物理學(xué)獎，就變得更加順理成章了。

《物理研究雜志》的一篇研究，通過分析2017年及之前的諾貝爾物理學(xué)獎數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)天文學(xué)所占比例已經(jīng)從最初的完全空白，升到了現(xiàn)在的7%。未來，可能還會有更多的科學(xué)家，憑借天文學(xué)研究成果斬獲諾獎。

編輯|何小桃?杜波

校對|鄭直

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