诺奖为何连年垂青天体物理学？论宇宙最神秘甜甜圈的吸引力
瑞典皇家科学院6日宣布，将2020年诺贝尔物理学奖授予三名科学家。英国科学家罗杰·彭罗斯因证明黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果而获奖；德国科学家赖因哈德·根策尔和美国科学家安德烈娅·盖兹因在银河系中央发现超大质量天体而获奖。
天文学
诺贝尔物理学奖大热门
今年诺贝尔物理学奖获奖的三位科学家正是在宇宙探索领域做出了开创性的贡献。罗杰·彭罗斯于1931年出生于英国科尔切斯特，他因发现黑洞的形成是广义相对论的可靠预测而获奖。赖因哈德·根策尔于1952年出生于德国巴特洪堡，安德列娅·盖兹于1965年出生于美国纽约市。这两位科学家发现了银河系中心的超大质量天体。
诺奖新闻公报称，他们三人的开创性发现，为我们提供了迄今为止最令人信服的证据，证明银河系中心存在一个超大质量黑洞。
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、瑞士天文学家米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎罗兹三位科学家因首次发现太阳系外行星而获得诺贝尔物理学奖。
再加上2015年的中微子振荡、2017年的引力波，过去五年中，天体物理学的研究成果已经三次斩获诺贝尔物理学奖。
正是由于诺贝尔没有设立专门的天文学奖项，过去一些科学价值不逊于物理学研究的天文学发现，只能折戟诺奖“名利场”。
值得庆幸是，20世纪下半叶以来，物理学和天文学相互渗透与融合的趋势日益明显。天文学观测的新发现、一些天体物理学的突出成果，更是推进了物理学的发展。有非凡成就的天文学家获物理学奖，就变得更加顺理成章了。
《物理研究杂志》的一篇研究，通过分析2017年及之前的诺贝尔物理学奖数据，发现天文学所占比例已经从最初的完全空白，升到了现在的7%。未来，可能还会有更多的科学家凭借天文学研究成果斩获诺奖。
黑洞研究
中国科学家也已取得重磅成果
黑洞领域研究专家、中国科学院国家天文台研究员苟利军告诉记者，黑洞是一种本身不发光的神秘天体。由于黑洞自身不发光，因此难以被发现。这让科学家一度认为宇宙中的黑洞只是一种假设。而这三位科学家的“理论”打破了这种假设论断，证明超大质量黑洞在星系中心是普遍存在的。
“当然，他们的研究成果都是三四十年前发表的。现在大多数人都已经知道黑洞在包括银河系在内的宇宙中是存在的。这也正说明了三位科学家的巨大贡献。”苟利军说。理论预言，光银河系中就有上亿颗恒星级黑洞，但直到现在，科学家实际发现的黑洞仍然寥寥无几。
记者了解到，中国科学家也一直开展黑洞的探索和研究，并已经取得了一批重磅成果。如苟利军这些年就一直在通过动力学的方式测量恒星级黑洞的质量。他带领团队，最近精确测得天鹅座X1黑洞，有21倍太阳质量。依托我国自主研制的郭守敬望远镜，中国天文学家发现了一颗到当时为止质量最大的恒星级黑洞，这颗70倍太阳质量的黑洞远超理论预言的质量上限，颠覆了人们对恒星级黑洞形成的认知，有望推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。
目前，一个名为“黑洞猎手”的计划已经启动。接下来，利用郭守敬望远镜极高的观测效率，天文学家有望发现一大批“深藏不露”的黑洞，开创批量发现黑洞的新纪元。
“看到”黑洞三位科学家分享112万美元奖金
爱因斯坦提出的广义相对论颠覆了传统的空间和时间概念。他的方程式预言了黑洞的存在：大质量的天体会使空间弯曲、时间减慢，一个超大质量的天体甚至能吞噬光线，从而形成一片“绝对黑暗”的空间，这就是黑洞。
在爱因斯坦去世10年后，彭罗斯用巧妙的数学方法论证了黑洞可以形成，并对其进行了详细描述：在黑洞的核心隐藏着一个奇点，它的时空曲率无穷大，密度也趋于无限大。一旦物质开始坍缩，就没有什么能阻止坍缩的继续，所有物质只能沿一个方向走向奇点。这是一条通往时间尽头的“单行道”。彭罗斯这篇开创性的论文发表于1965年1月，至今仍被认为是自爱因斯坦以来对广义相对论最重要的贡献。
利用恒星的轨道作为向导，根策尔和盖兹提出了迄今最有说服力的证据，证明银河系中心隐藏着一个看不见的超大质量天体。
近30年来，根策尔和盖兹的团队不断完善观测技术，追踪观测区域内众多恒星中一批最亮恒星的运动轨迹。其中一颗恒星在不到16年的时间内完成了围绕星系中心的完整运行，科学家们得以绘制出它的完整轨道。两个研究团队在数十年如一日的观测后得出一致结论：银河系中心存在一个质量非常大且看不见的天体，在不超过太阳系的空间中聚集了约400万个太阳的质量，使周边恒星急速旋转。对这个看不见的天体，目前唯一合理的解释就是它是一个黑洞。
三位科学家将分享1000万瑞典克朗（约合112万美元）奖金，彭罗斯获得其中一半，根策尔和盖兹共享另外一半。
（综合北晚、新京报等）
“黑洞”大事记
●1783年，英国科学家约翰·米歇尔首次提出，可能存在引力强大到连光线也无法逃离的“暗星”。
●1915年，爱因斯坦提出真正“预见”黑洞的广义相对论。但其实，就连爱因斯坦也曾经不相信黑洞真实存在。
●20世纪60年代，美国天体物理学家约翰·惠勒首次将“黑洞”作为一个科学术语提出，这个词象征着它的黑暗和神秘。
●2015年，堪称黑洞研究的一个小高峰：引力波探测项目为黑洞的存在提供了明确证据。
●2019年，4月10日，由全球8台射电望远镜组合而成的“事件视界望远镜”项目拍摄到人类历史上第一张黑洞照片。
新闻推荐
10月7日，广西涠洲岛一名游客的不文明行为被拍下，引发网友愤怒。监控画面显示，一年轻男子多次尝试用脚踢仙人掌，一连尝试5次后...