爱因斯坦不信的广义相对论黑暗面 就在银河系中心

作者: admin 分类: 国际资讯 发布时间: 2020-10-07 23:13

10月6日,2020年诺贝尔物理学奖花落三位黑洞发现者:罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)、莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和安德里亚·格兹(Andrea Ghez)。

三位获奖者因发现了这一宇宙中最奇特的现象,将获得1000万瑞典克朗奖金(约合760万人民币)。其中,彭罗斯因“发现黑洞形成是广义相对论的坚实预言”拥有一半贡献,根泽尔和格兹则因“发现我们银河系中心有一个超大质量致密天体”而分享另一半。

诺奖官网新闻稿用“黑洞和银河系中最黑暗的秘密”来形容今年的获奖成果。诺贝尔物理学奖委员会主席大卫·哈维兰(David Haviland)表示:“今年获奖者们的发现为致密和超大质量天体的研究开辟了新天地。但是,这些奇异天体仍有许多待解之谜,激励未来研究。不仅有关于它们内部结构的问题,还有如何在黑洞附近的极端条件下检验我们的引力理论。”

罗杰·彭罗斯于1931年出生于英格兰埃塞克斯,1957年博士毕业于英国剑桥大学,现为英国牛津大学数学系W. W. Rouse Ball名誉教授。他在数学物理方面的工作对广义相对论与宇宙学方面具有高度贡献,曾以彭罗斯·霍金奇点理论与霍金共享1988年沃尔夫物理学奖。

莱因哈德·根泽尔于1952年出生于德国巴特洪堡,1978年博士毕业于德国波恩大学,现为马普地外物理所所长、美国加州大学伯克利分校教授。

安德里亚·格兹1965年出生于美国纽约,1992年博士毕业于美国加州理工学院,现为美国加州大学洛杉矶分校教授。

超越爱因斯坦

1915年11月,爱因斯坦的广义相对论横空出世,它从最大尺度上描述我们的宇宙,颠覆了以往所有的时间和空间概念。广义相对论为人类理解引力奠定了新的基础,也成为了此后所有宇宙学研究的基石。宇宙中的一切事物都受到引力的控制:引力把我们固定在地球上;引力控制着行星围绕太阳、太阳又围绕着银河系中心;引力促成恒星生于星际云,又死于引力坍塌。重质量使空间弯曲,令时间流逝变慢。

而一个非常重的质量甚至可以切出一块空间形成黑洞——就在爱因斯坦将复杂的数学方程组发表数周之后,德国天体物理学家卡尔·施瓦茨柴尔德就在一战的东线炮火中算出一个极其怪异的解。

一旦黑洞形成,它就会隐藏在自己的事件视界之内,能吞噬进入视界的一切,包括光。质量越大,事件视界就越大,如果黑洞质量与太阳相当,视界直径约为3公里。

这个概念其实并不新奇。早在18世纪末,英国哲学家、数学家John Michell和法国科学家Pierre Simon de Laplace就认为天体可以变得极其稠密,连光速都不足以逃离它们的引力。后来,物理学家们也普遍认为当大质量恒星寿命走向尽头,发生超新星爆炸,然后就会坍缩成极其致密的残骸。