2020諾貝爾物理學獎:研究宇宙最黑暗秘密,英德美3國學者同獲獎

2020諾貝爾物理學獎:研究宇宙最黑暗秘密,英德美3國學者同獲獎
Photo Credit: 諾貝爾獎官網

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2020諾貝爾物理學獎得主公布,由研究黑洞的3名學者獲獎。其中英國學者潘羅斯透過數學方式證明黑洞的形成可以驗證廣義相對論,可獨得一半獎金;德國學者根策爾和美國學者吉茲觀測銀河系中心的黑洞,兩人將平分另一半獎金。

2020諾貝爾物理學獎今(6)日揭曉,由研究黑洞的英國學者潘羅斯(Roger Penrose)、德國學者根策爾(Reinhard Genzel)、美國學者吉茲(Andrea Ghez)共同獲得。

諾貝爾物理學獎由瑞典皇家科學院的諾貝爾委員會評審選出。物理學獎涵蓋範圍廣泛,從微小的粒子到宇宙天文都屬其領域。據新聞稿,這3名學者因研究宇宙中最奇特的現象「黑洞」而獲獎:潘羅斯證明了黑洞的形成是廣義相對論的可靠驗證方式;根策爾和吉茲發現銀河系中心有一個肉眼不可視的超大質量物體在控制恆星軌道,唯一的解釋就是黑洞。

潘羅斯是牛津大學數學家,1931年出生於英國科赤斯特(Colchester),使用巧妙的數學方法證明黑洞是廣義相對論之下的結果。諾貝爾官方新聞稿指出,廣義相對論提出者愛因斯坦本身並不認為黑洞真實存在,在愛因斯坦去世後10年,潘羅斯於1965年1月證明黑洞確實可形成,並對黑洞進行了詳細描述:在黑洞深處,所有已知的法則都將終止。諾貝爾評委將潘羅斯的黑洞論文譽為「繼愛因斯坦廣義相對論之後,最重要的貢獻。」

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Photo Credit: 潘羅斯臉書
英國牛津大學學者潘羅斯。

德國馬克斯普朗克地外物理學研究所所長(Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)暨加州大學柏克萊分校天體物理學者根策爾,1952年出生於德國巴特洪堡(Bad Homburg);加州大學洛杉磯分校天文學家吉茲,1965年出生於美國紐約。兩人各自率領1組天文學者團隊,自1990年代初期以來持續觀測銀河系中心一個名為「射手座A*」(Sagittarius A*)的區域,並精準繪製多個最亮恆星的軌道。

根策爾團隊和吉茲團隊對軌道的測量結果一致,並都發現一個質量超大的物體在扯動這些恆星,使它們以令人暈眩的速度轉動。這個物體位在一個小於太陽系的區域裡,其組成質量約是太陽的400萬倍。

這兩組團隊也使用世上最大的望遠鏡,開發出新觀測方法,可以視穿巨大的星雲和星塵,看見銀河系的中心。諾貝爾評委稱讚他們創造獨特的工具,拓展了技術的極限,使觀測方式更加完善,彌補地球大氣層造成的視野變形;且持之以恆地研究,最終發現銀河系中心確實有個超大質量的黑洞,為天文研究提供了迄今為止最令人信服的證據。

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Photo Credit: 馬克斯普朗克地外物理學研究所官網
德國馬克斯普朗克地外物理學研究所所長根策爾。
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Photo Credit: 加州大學天文學系官網
加州大學洛杉磯分校天文學家吉茲。

諾貝爾物理學獎委員會主席哈維蘭(David Haviland)表示,「今年度獲獎者的發現,為質量超大且緊密的天體研究開闢出新領域,不過這些奇特的天體仍然有許多秘密等待解答,激發後人繼續研究。這些問題不僅關乎黑洞的內部構造,也牽涉我們面對地球附近的黑洞時,要如何在極端條件的環境中測試我們對重力的理論。」

諾貝爾物理獎去年3名獲獎者得獎原因,也與天文研究相關。不過,今年獎金較去年提高了100萬瑞典克朗,今年共約1000萬瑞典克朗(約新台幣3200萬元),潘羅斯可得其中500萬元,根策爾和吉茲平分另外的500萬。

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責任編輯:林宜萱
核稿編輯:楊士範


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