黑洞研究获诺贝尔物理学奖 诺奖为何连年垂青天文学?

10月6日,瑞典皇家科学院决定将2020年诺贝尔物理学奖授予三位物理学家,英国数学物理学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)因“黑洞形成是广义相对论有力预言”的发现获得该奖项的一半;诺贝尔奖的另一半授予德国天体物理学家莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和美国天文学家安德烈亚·盖兹(Andrea Ghez),以表彰银河系中心超大质量致密天体的发现。

彭罗斯教授是已故英国物理学家霍金的导师。“彭罗斯-霍金奇点定理”是关于广义相对论中何时产生引力奇点问题的研究结果。爱因斯坦场方程解的奇点是指物质被压缩到一个点上的情形(类空奇点),以及光线从无限的的曲率处发出的情形(类时奇点)。

“彭罗斯的理论将光线代替时空点,认为光线是宇宙中最基本的物理量,这是把量子力学和相对论统一起来的一种方法。”科普作家张轩中对第一财经记者表示,“奇点定理证明了黑洞的形成。”

彭罗斯教授的好朋友、瑞士日内瓦大学量子物理学家尼古拉·吉森教授对第一财经记者表示:“罗杰对于物理学的基础理论相当感兴趣,包括量子学,他能获得诺贝尔奖我感到非常惊喜。”

这也是天文学领域连续第二年获得诺贝尔物理奖,显示了该奖项对于未来宇宙探索的重视。近年来,天文学是诺贝尔物理学奖的大热门,去年普林斯顿天体物理学家詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)、瑞士天文学家米歇尔·马约尔(Michel Mayor)和迪迪埃·奎罗兹(Didier Queloz)三位科学家去年因首次发现太阳系外行星而获得诺贝尔物理学奖。

但连续两年将诺贝尔奖授予同一领域仍属罕见。此前数据公司科睿唯安(Clarivate Analytics)资深分析师大卫·彭德伯里(David Pendlebury)认为,今年诺奖再次授予宇宙学领域的可能性不大。“同一领域连续获得诺奖的可能性不大。” 彭德伯里表示,“我们通过论文引用来判断科学家获得诺奖的可能性,因为论文被高度引用是获得诺奖必不可少的工作,但我认为宇宙学要再次获奖可能需要再等上几年时间。”

吉森教授对第一财经记者表示:“诺贝尔奖没有天文学奖,一些人错误地认为,天文学不是物理,这也是为什么马约尔和奎罗玆等了那么久才终于获得诺贝尔奖。”

欧洲南方天文台(ESO)荣誉天文学家迪特里希·巴德(Dietrich Baade)教授对第一财经记者表示:“从天文学领域来看,有很多值得获奖的人物,比如利用X射线望远镜数据绘制首份宇宙全天空图像的俄罗斯科学家Rashid Sunyaev教授;发现巨大黑洞存在观测证据的德国马克思-普朗克外地球物理研究所教授Reinhard Genzel;以及提出太阳风理论的93岁高龄的美国物理学家尤金·帕克(Eugene Parker)教授。”

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