2020诺贝尔物理学奖：揭开黑洞奥秘，人类越来越了解宇宙了

我们直接切入主题，为什么这三位科学家能获得2020年诺贝尔物理学奖项呢？首先获得2020诺贝尔物理学奖项的有三位，分别是罗杰·彭罗斯Roger Penrose，安德里亚·格兹Andrea Ghez和雷因哈德·根泽尔Reinhard Genzel。Penrose彭罗斯因证明黑洞是广义相对论的有力证据而获奖，而Genzel和Ghez则因发现银河系中心的超大质量致密物体而获奖，也就是银河系中心的黑洞。

彭罗斯的研究表明黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果，爱因斯坦本人并不相信黑洞的存在，他在1915年11月提出了新的理论，因为他不认为黑洞存在，所以他使用了其他的角度观察和理解这种当时来说假设的天体。引力将塑造空间，影响时间的流逝。在黑洞内部，引力是如此巨大，它能够弯曲空间，大幅度减缓时间的流逝。

彭罗斯用爱因斯坦的广义相对论和其他数学模型证明了黑洞的形成过程，并证实这是一个稳定的过程。他证明了黑洞的存在，并在爱因斯坦去世十年后的1965年详细描述了黑洞。彭罗斯不仅证明黑洞是爱因斯坦相对论的一个直接证据，而且彭罗斯证明黑洞是自然形成的，所以黑洞的形成过程是非常稳定的，另外，爱因斯坦的相对论不适用于黑洞中心的奇点，这是一个所有已知的自然规律都会崩溃的边界，所以即使彭罗斯解释了黑洞的形成过程并与相对论结合，但是关于黑洞内部结构的问题仍然存在。

而另外两位科学家，根泽尔和盖兹发现银河系中心由一个看不见的引力极高的天体控制着，这个天体的质量相当于400万个太阳质量。这两位科学家的研究成果告诉我们，在银河系的中心有一个看不见的超大质量物体，也就是黑洞。在过去50多年来，物理学家一直在思考银河系中心是否存在黑洞。

为了能看到银河系的中央，根泽尔和盖兹致力于发展天基望远镜和地基望远镜观测方法，他们使用了世界上最大的望远镜来观察银河系中心发生的事情。通过不断观察距离银河系中心最近的恒星轨道，物理学家们认为黑洞很可能隐藏在人马座A*中，这是一个无线电波源，银河系中的所有恒星都围绕着它运转。换句话说，银河系中心的黑洞是确实存在的。

1987年，盖兹在麻省理工学院获得了物理学学士学位，开始主修数学，后来改学物理。她于1992年在加州理工学院获得博士学位，目前是洛杉矶加利福尼亚大学的物理学和天文学教授。她以使用高空间分辨率成像技术研究恒星形成区域和银河系中心的超大质量黑洞人马座A*而获得该奖项，特别是她研究了黑洞运动引力学，或者说黑洞与恒星之间的相互作用，这也是非常关键的，不只是证明银河系中心有黑洞就行，Reinhard Genzel和Andrea Ghez描述了星系中心极为活跃的区域到底发生了什么。

麻省理工学院物理系主任、教授彼得·费舍尔说：“安德烈亚·盖兹和莱因哈德·根泽尔所做的事情是有史以来最酷的事情之一，银河系的所有恒星都围绕着一个小得无法用望远镜看到的黑洞运行。当我教相对论的时候，我总是会给他们看可视化的视频，因为这是思考黑洞的一个很好的方法，也是思考科学的方法，科学是伟大的，所需要的就是难以置信的耐心和脚踏实地的工作。”

“现在我们明白了，这些庞然大物（指引力）是普遍的，大多数星系的中心都有。”麻省理工学院院长说：“在她的（安德里亚·格兹）整个职业生涯中，她一直是一位令人敬畏的科学家和教育家，也是女性们的榜样。现在，作为诺贝尔奖获得者，她开创性的科学和她的故事肯定会更深入人心，并激励一代年轻女性从事科学事业。”

最后，很感谢这些科学家日复一日为人类科学做出的贡献，科学就是未来，而科普面向大众，我很荣幸能写诺贝尔奖获得者的研究成果。黑洞与黑洞引力波，暗物质，暗能量，宇宙微波辐射背景等现象确实是人类对宇宙认知的最大问题，正如诺贝尔物理学委员会说的，科学家们的研究将为未来研究带来方向，期待着，人类真正认识黑洞，乃至宇宙的一天早点到来。

这就是我们与动物的不同，因为它们永远不会抬头仰望星空， 探索 宇宙，总是固步自封。