黑洞可算是宇宙最神秘又最特異的事物,能吸進一切,連光也不能逃脫。天文學家去年首次拍得黑洞的光學照片,令大眾對於黑洞確實存在再無異議,諾貝爾獎的評審在此時追溯源頭,將今年物理學獎頒給在理論和觀測上對於黑洞存在作出最大貢獻的三位歐美物理學家(圖)。
負責評選物理學獎的瑞典皇家科學院昨宣佈,今年獎項由英國物理學家彭羅斯(Roger Penrose),德國天體物理學家根策爾(Reinhard Genzel)和美國天文學家蓋茲(Andrea Ghez)奪得。三人將合共獲得1,000萬瑞典克朗(871萬港元)獎金,其中彭羅斯獲一半獎金,另外兩人各得四分之一。
評審指出,類似「暗黑恒星」的概念,早在18世紀末已出現,科學家猜測可能有天體的密度和引力大到連光都不能逃脫,但物理學家對於黑洞的存在,一直半信半疑,連愛因斯坦在1915年發表廣義相對論後,一些方程式的解方明明是指向黑洞,他也不敢相信,認為黑洞純粹是理論猜測。
彭羅斯在1965年發表的論文,以數學方法論證了根據廣義相對論將重力重新描述成大質量物體扭曲時空產生的作用,黑洞的確有可能形成,並描述黑洞一些特性,包括黑洞中心之處「奇點」(singularity),在那裏所有已知自然法則都不成立。
在彭羅斯之前,不少物理學家都論證過,大質量恒星在燃料耗盡後,受到本身重力影響而崩塌,就有可能形成黑洞,但他們在計算中都將有關恒星簡化成完全對稱的球體。評審指彭羅斯在該篇論文中為處理不完全對稱星體問題,在廣義相對論中引入新的數學概念,至令仍公認是愛因斯坦後,對發展廣義相對論最重要的貢獻。
彭羅斯的論證雖然精采,但黑洞是否存在還欠具體觀測支持,原因是黑洞連光也吸走,又如何能看到?根策爾和蓋茲提供了最有力的證據。兩人分別率領天文學家團隊,觀測銀河系中心人馬座A*區域附近一帶的恒星移動軌道,發現它們都圍繞着一個看不見的中心高速運動,根據廣義相對論,唯一解釋就是那裏有超大質量黑洞。
評審指兩人能作出這觀測,絕不簡單,不止用了多座世界最大的望遠鏡,亦開發了方法去看穿星際雲層,直達銀河系中心,並改良新技術去抵銷地球大氣層引起的觀測偏差,又建立特製器材作長期觀測。諾貝爾物理學獎評審委員會主席哈維蘭表示:「今年得主的發現,為研究密集的超大質量物體開創新天地,但這些奇異的物體仍有很多問題需要研究和解答,不止其內部結構,還有如何在接近黑洞的極端條件測試我們的重力理論。」
諾貝爾獎官網/美聯社/法新社
評審指兩人能作出這觀測,絕不簡單,不止用了多座世界最大的望遠鏡,亦開發了方法去看穿星際雲層,直達銀河系中心,並改良新技術去抵銷地球大氣層引起的觀測偏差,又建立特製器材作長期觀測。諾貝爾物理學獎評審委員會主席哈維蘭表示:「今年得主的發現,為研究密集的超大質量物體開創新天地,但這些奇異的物體仍有很多問題需要研究和解答,不止其內部結構,還有如何在接近黑洞的極端條件測試我們的重力理論。」
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