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揭秘黑洞 美英德3學者獲諾貝爾物理獎

諾貝爾物理獎得主。(製表/李京倫)
諾貝爾物理獎得主。(製表/李京倫)

諾貝爾物理獎6日揭曉,英國學者潘羅斯(Roger Penrose)、德國學者根策爾(Reinhard Genzel)和美國學者吉茲(Andrea Ghez),因為研究黑洞而獲獎。

英國牛津大學教授潘羅斯,以數學證明黑洞是廣義相對論的直接結果,將獲得總獎金1000萬瑞典克朗(約112萬美元)的一半。

德國馬克斯普朗克研究所所長、柏克萊加州大學教授根策爾與洛杉磯加州大學教授吉茲,發現銀河系中心有看不見的極大質量物體控制著恆星軌道,而超大質量黑洞是目前唯一已知的解釋,將平分另一半獎金。

諾貝爾物理獎委員會主席哈維蘭德說:「今年得主的研究,在超大緻密天體的研究領域上開創新的局面,但這些奇異的天體仍留有許多問題,包括其內部結構為何,還有如何在緊鄰黑洞的極端條件下檢驗我們的引力理論等等,都留待未來研究解答。」

吉茲是歷來獲諾貝爾物理獎的第四位女性,首位女性得主是1903年獲獎的居禮夫人,接著是1963年獲獎的德裔美籍物理學家格佩特─梅耶,以及2018年得獎的加拿大科學家史垂克蘭。

吉茲說,希望自己得獎能激勵其他女性科學家。她接到諾貝爾委員會通知得獎的電話,被問到如何發現銀河系中心有看不見的超大質量物體時,她說,「首先要懂得懷疑」,必須「持續質疑你所看到的東西」。

根策爾說,當通知得獎的電話鈴聲響起時,「就像電影一樣,有個聲音說『這裡是斯德哥爾摩』」,得獎消息讓他大吃一驚,「我當場大叫一聲」。

1915年,愛因斯坦在廣義相對論中預測,時間和空間會被重力扭曲,但他不相信黑洞存在。1965年,潘羅斯證明黑洞確實可以形成,並詳細描述黑洞;黑洞核心有奇異點,在那裡,所有已知的自然法則都停止了。他那開創性的文章被評為自愛因斯坦以來對廣義相對論最重要的貢獻。

根策爾和吉茲各自領導一個小組,研究銀河系中心一個名為人馬座A*的區域,兩組人馬都發現一個非常重的、看不見的物體,牽引著一團恆星,大約400萬個太陽的質量聚集在一個大小相當於太陽系的區域裡。兩人的開創性工作,提供了迄今最令人信服的證據,證明銀河系中心存在一個超大質量黑洞。

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