-“如果再早几年,霍金应该也能得诺奖”
发布时间:2020-10-07
浏览次数:300
-“如果再早几年,霍金应该也能得诺奖”

黑洞,一个魔力之地。

在宇宙中,黑洞吞噬一切,即便光亦难以逃脱。

在科学的世界里,黑洞作为天体物理学前沿问题,吸引了一大批科学家为之着迷沉醉。

2017年,诺贝尔物理学奖颁给了研究黑洞合并形成的引力波的三位科学家。

今天,2020年诺贝尔物理学奖再度降临天体物理学,三位科学家因“发现了宇宙中最奇特的现象黑洞”而获殊荣:

罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)

莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)

安德里亚·格兹(Andrea Ghez)

相关阅读:刚刚,2020年诺贝尔物理学奖揭晓!

黑洞引发的“引力波”,一直在宇宙中回荡。

2017年,诺贝尔物理学奖授予美国科学家雷纳·韦斯、巴里·巴里什和基普·索恩,以表彰他们为“激光干涉引力波天文台”(LIGO)项目和发现引力波所作的贡献。

而今,黑洞再次触动世界的注意力。

2020年诺贝尔物理学奖,一半授予罗杰·彭罗斯(Roger Penrose),因其“发现广义相对论预测了黑洞的形成”;另一半授予莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和安德里亚·格兹(Andrea Ghez),因其“发现银河系中心的超大质量黑洞”。

罗杰·彭罗斯(Roger Penrose):

英国数学物理学家与牛津大学数学系名誉教授。

他在数学物理方面的工作拥有高度评价,特别是对广义相对论与宇宙学方面的贡献。

莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel):

出生于巴特洪堡,德国天体物理学家。

美国和德国天文和物理学会会员,美国物理学会会员,美国国家科学院外籍院士

安德里亚·格兹(Andrea Ghez):

美国天文学家,加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授。

专家解读:

黑洞研究是天体物理学热点

清华大学物理系天体物理中心教授王晓锋:今年的诺贝尔物理学奖颁给三位天体物理学家,因为他们对宇宙中最奇特现象——黑洞的理论和观测研究。

罗杰·彭罗斯通过新奇的数学方法研究了爱因斯坦的广义相对论,并显示该理论预测了黑洞的形成。他还与霍金一起证明了奇点定理。

在宇宙中,黑洞会捕获一切进入其中的东西,没有任何东西可以逃离黑洞,即便是光也无法逃脱。

莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹各自带领着一群天文学家,从上世纪九十年代初就开始通过测量银河系中心人马座区域的恒星的运动情况来研究银河中心天体的性质。

随着观测精度的提高,两组研究人员都发现,位于银河系中心有一种看不见但具有强大引力的天体,促使这些恒星在周围快速转圈。

这个看不见的中心天体质量大约有400万倍太阳质量,根据引力理论可以判断那是一个超大质量黑洞。

中国科学院院士科院理论物理研究所所长蔡荣根:天体物理和宇宙学现在是一个黄金时期,是一个非常活跃的时期。

宇宙是未来重大科学发现的温床,有许多的秘密会来自于天上。

就像著名理论物理学家威腾所说,黑洞在他学生时代是科幻小说里面的一个概念,现在变成了一个实实在在科学的存在,一个科学研究的前沿。

大家以前都不太相信黑洞是存在的,现在大量的天文学观察,证明黑洞确实是在宇宙中大量存在。

今年诺奖的另外两个获得者的发现,银河系中心的所谓超大质量致密天体,就是黑洞。

中国科学院武汉物理与数学研究所研究员蔡庆宇:曾经天文学并不包含在诺贝尔物理学奖的颁奖领域中,从上世纪七十年代后才被纳入。

我认为诺贝尔奖颁给黑洞研究的时间应该再早些,因为黑洞研究的黄金年代开始于上世纪的六七十年代。如果可以再早几年,霍金应该也能获得诺贝尔奖。

可惜的是,现在霍金已经去世了,这也是今年诺奖的一个遗憾。

黑洞的物理性质神秘而神奇,这次颁奖不仅是对黑洞领域理论和实验工作的认可,而且会进一步激发该领域的科学家迎难而上,百尺竿头更进一步。

与中国科学家有诸多交流

中国物理学会会员张轩中:罗杰·彭罗斯是一个懂得感恩的人。

成为物理学家之前,他首先是一位数学家,他的老师是霍奇。

在读博士的时候,他遇到了霍金的老师丹尼斯·塞阿玛(Dennis Sciama),丹尼斯·塞阿玛想找一个数学基础好的人一起做研究,而罗杰·彭罗斯正好有兴趣。

罗杰·彭罗斯曾写了一本书《The road to reality》(《通往现实之路》),在这本书的扉页里,他写道“To Sciama”,说丹尼斯·塞阿玛是他进入宇宙学和天体物理领域的引路人。

他还是一个雄心勃勃的人。

爱因斯坦有个遗愿,就是要把引力和量子力学统一起来,建立一个大一统的理论。

而丹尼斯·塞阿玛从事的很多问题都是基础性的大问题,他希望建立这样一个理论。

北京大学科维理天文与天体物理研究所副所长吴学兵:我跟莱因哈德·根泽尔比较熟悉,他曾受北京大学科维理天文与天体物理研究所的邀请,于2008年11月访问过北大,还做过科普报告,报告内容就是“大质量黑洞和星系”。

莱因哈德·根泽尔在2008年曾获得“邵逸夫天文学奖”,他是一个非常忙碌的科学家,我们好不容易才邀请到他来北大访问。

讲座中他还放了一个很多恒星围绕黑洞转动的视频,给我们留下了深刻印象。

南京大学天文与空间科学学院教授李志远:这十年间,我和安德里亚·格兹教授一直保持着学术交流。

今年上半年,我和她共同在《天体物理学杂志》上发表了研究报告,探讨银心黑洞旁边是否可能存在一个质量较小的黑洞。

安德里亚·格兹是我非常敬佩和尊重的科学家,她潜心研究一个问题数十年,还能带领一个较大规模的团队开展研究工作。

她热心、擅长科普工作,是一位非常出色的女性科学家代表。

中国科学院紫金山天文台研究员刘四明:我也在研究银河系中心的超大质量黑洞,所以认识莱因哈德•根泽尔和安德里亚•格兹。

两位科学家在上世纪九十年代初就一直专注于银河系中心区域的观测研究,通过自适应光学系统,修正大气扰动对恒星的观测位置带来的干扰,最终在银河系中心发现了一个非常重且看不见的物体。

这个“神秘”的物体就是黑洞。

北京师范大学物理学系副教授张宏宝:我是罗杰·彭罗斯的铁杆粉丝,他不仅是很厉害的数学物理学家,也是一名优秀的科普作者,他写了很多科普作品,比如《通往现实之路》、《皇帝新脑》(The Emperors New Mind)等。

与科普书里尽量不出现公式的霍金不同,彭罗斯擅长硬核科普,他的科普著作里会有大量的数学公式。

他的《通往现实之路》就是典型代表。

有一年彭罗斯在加拿大出席活动,我也在场,我拿着他的《通往现实之路》请他签名。

他当时已经八十多岁了,很和蔼的答应了我的请求。彭罗斯做报告的时候,往往会用手绘的幻灯片,这点我也很喜欢。

尚待持续深入研究

吴学兵:之前引力波的探测发现也获得了2017年诺贝尔物理学奖,引力波就是两个黑洞合并时产生的。

在黑洞领域还有许多值得深入研究的问题。比如大质量黑洞的形成问题,黑洞怎么从小变大的?是通过不断合并,还是通过吸引周围的物质逐渐增加质量的?

此外,黑洞形成也许还有其他更奇特的物理过程,比如有人预言有些黑洞形成时就有上万倍太阳质量这么重。

像这些未解决的科学问题,都还有待科学家们持续深入地开展研究。

中国科学院国家天文台研究员苟利军:关于黑洞还有很多值得研究的内容,比如喷流是如何产生的,黑洞周围的一些气体运动状态如何,这些都期望未来可以通过高分辨率望远镜获得更多研究成果。

蔡庆宇:今年的物理学奖颁给的这两项关于黑洞的研究,前者是理论,后者是天文观测,它们既是物理与天文的完美结合,也是理论与实践的统一。

可以说是比较完美的“获奖组合”。

我还想指出一点,从上世纪70年代初期霍金预言黑洞可以辐射开始,黑洞一直是检验量子引力理论的“试验田”,对黑洞性质的研究关乎着理论物理研究的最前沿。

坚持+好奇心成就基础研究

中国科学院院士、北京石墨烯研究院院长刘忠范:今年诺贝尔物理学奖授予了非常基础的天体物理工作:发现黑洞现象和银河系中心超大质量黑洞。

应该说,这就是大家所说的从0到1的基础研究。

其实这种原创性的科学发现是很难“规划”出来的,更多的源于科学家们的强烈的好奇心。

事实上,总有一些非常纯粹的学者,怀着强烈的好奇心和求知欲,心无旁骛地做一些看似毫无用处的科学探索工作。

他们的研究成果不断深化着人类对自然界和宇宙的认识,会写到教科书里,留在科学史上。

这种纯基础性的研究,该不该重视,又该如何重视呢?个人认为,更重要的是培育创新性的文化环境和文化土壤。

有了好的环境和土壤,就会长出好的庄稼,长出参天大树。

绝不能急功近利,搞所谓的重点专项和重点攻关。

从某种意义上讲,基础研究突破是不可预期的,也无法重点培育。

吴学兵:基础研究是很多科学和应用研究的基础,发达国家都非常重视基础研究,这对我国的科研工作是很有启示作用的。

这种基础科学研究不能是急功近利的。

今年获得诺奖的三位物理学家,都是几十年一直坚持做黑洞的科学研究。

因此对基础研究的支持,不能只是暂时的,要求很短时间就见效益是不妥的。

好奇心是开展科学研究的出发点和动力。

好奇心加长期坚持,才能在基础研究方面取得成就。

王晓锋:近年来,引力波、黑洞等这些之前被认为偏冷门的基础研究能够屡获诺贝尔奖,我个人认为这对我国如何搞好基础科研工作具有很好的启示作用。

基础研究领域,需要培养强烈的好奇心。

兴趣是驱动基础科学研究的动力,而许多看似无用的科学研究,长期坚持却能最终成为世界级成果。

同时,这对培养广大青少年探究科学的兴趣也有很大的促进作用。



1、点击报名公益活动、观鸟节活动、科普活动
2、点击了解深圳科普推荐科普图书
3、点击报名夏令营、研学营活动
4、深圳科普新奇特
商品
5、科普培训课程
6、深圳科普各种比赛欢迎参与

听说,打赏我的人最后都找到了真爱。