2020諾貝爾物理學獎》揭開黑洞的宇宙奧秘!英、德、美3位天文學家共同摘下桂冠

2020-10-06 18:09

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2020諾貝爾物理學獎得主,左起:根策爾(Reinhard Genzel)、吉茲(Andrea Ghez)、潘洛斯(Roger Penrose)(AP)

2020諾貝爾物理學獎得主,左起:根策爾(Reinhard Genzel)、吉茲(Andrea Ghez)、潘洛斯(Roger Penrose)(AP)

今年諾貝爾獎物理學獎得主在台灣時間6日下午6時揭曉,由英國數學物理學家潘洛斯、德國天文學家根策爾及美國女性天文學家吉茲摘下桂冠,3人因發現「宇宙最奇特的現象之一:黑洞」而獲殊榮,共同奪得1千萬瑞典克朗(新台幣3370萬元)獎金,其中吉茲是史上第四位獲得諾貝爾物理學獎的女性。

1千萬瑞典克朗的一半將給予潘洛斯(Roger Penrose),其獲獎原因為「發現黑洞的形成是對廣義相對論的有力預測」,根策爾(Reinhard Genzel)與吉茲(Andrea Ghez)將共享剩下的一半獎金,他們獲獎的原因是「發現銀河系中心的超大質量緻密天體」,而目前關於該緻密天體的唯一解釋即為「超大質量黑洞」。

他們的傑出研究成果為世人於2019年見到「史上第一張黑洞照片」奠定基礎。諾貝爾物理學委員會主席哈維蘭德(David Haviland)表示:「今年得獎者的發現,在超大緻密天體的研究領域上開創新的局面,但是這些奇異的天體仍留有許多問題,包含它們的內部結構為何,還有如何在緊鄰黑洞的極端條件下檢驗我們的引力理論等等,都留待未來研究的解答。」

2020年諾貝爾物理學獎得主公布,英、德、美3位天文學家共同摘下桂冠。(美聯社)
2020年諾貝爾物理學獎得主公布,英、德、美3位天文學家共同摘下桂冠。(美聯社)

廣義相對論證明黑洞的存在

潘洛斯1931年生於英國科爾切斯特(Colchester),1957年以論文《代數幾何學中的張量方法》(Tensor methods in algebraic geometry)獲得劍橋大學(University of Cambridge)博士學位,目前是牛津大學教授。現年89歲的他在廣義相對論與天文學領域的貢獻甚多,他所發明的數學公式與理論,拓展了愛因斯坦(Albert Einstein)「廣義相對論」(general theory of relativity)所推導的結論,證明「廣義相對論」可以推測出黑洞的存在。

愛因斯坦本人並不認為黑洞確實存在。1965年1月,潘洛斯在愛因斯坦去世10年後,證明黑洞確實可以從巨大星體死去時發生的重力塌縮現象中形成,他還詳細描述了所謂「黑洞」的性質,認為在黑洞的核心之處藏有「奇點」(singularity),在那裡,所有已知的自然規律都停止。他的開創性理論是自愛因斯坦以來,對廣義相對論最重要的貢獻。

在1965至1970年期間,潘洛斯更與量子力學大師霍金(Stephen Hawking)合作開發關於黑洞的存在和性質的理論。霍金於2018年去世,他一生從未因對於廣義相對論的貢獻而獲得諾貝爾獎,《華盛頓郵報》(Washington Post)推測,若他還活著,很有可能會與潘洛斯共享本屆諾貝爾物理學獎,令人遺憾的是,諾貝爾學院從不追授獎項。

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