研究黑洞 3學者獲諾貝爾物理獎

2020/10/7
文/本報綜合外電報導

二○二○年諾貝爾物理獎六日揭曉,英國牛津大學數學系榮譽教授的潘羅斯(Roger Penrose)將得到半數獎金,得獎原因是「發現黑洞結構是廣義相對論的強大預言」,德國馬克斯普朗克研究所(Max Planck Institute)、柏克萊加州大學物理系教授根策爾(Reinhard Genzel)和美國洛杉磯加州大學物理和天文系教授的吉茲(Andrea Ghez)將平分另外半數獎金,得獎原因是「發現我們星系中央的超大質量密實物體」。


諾貝爾物理委員會主席哈維蘭(David Haviland)說:「今年得主的研究發現,在超大質量緻密物體研究上,取得突破性進展。」「但這些奇特的物體仍有許多問題待解決,激發未來的研究。」


潘羅斯在數學物理方面享有高度評價,尤其是在廣義相對論和宇宙學上的貢獻。鼎鼎有名的物理學家霍金之所以研究黑洞,就是受到潘羅斯的啟發。


霍金研究黑洞  潘羅斯的啟發


台灣大學梁次震宇宙學講座教授陳丕燊昨晚接受媒體訪問時表示,潘羅斯和霍金兩人發表「奇點定理」,證明廣義相對論,在一定條件下密度會高到無限大,變成一個奇點,奇點周圍連光都出不去,稱之為「黑洞」;潘羅斯和霍金曾因此研究,共同被授予向來有諾貝爾獎前哨之譽的「沃爾夫獎」,可惜霍金已過世。


陳丕燊表示,潘羅斯主要是提出黑洞相關理論,根策爾和吉茲則透過望遠鏡進行觀測而並驗證理論,吉茲獲獎介紹的圖片正是將恆星不同時間的位置連起來形成軌跡,發現星星共同繞著一個不發亮的點「黑洞」,也是最靠近銀河系的超大黑洞。


觀測星星繞轉  算出黑洞質量


中央研究院天文及天文物理所特聘研究員朱有花受訪表示,潘羅斯主要研究黑洞如何形成,根策爾和吉茲則以觀測為主,由於黑洞體積很小、質量很高,因此兩人透過望遠鏡觀測繞黑洞外圍公轉的星星,根據星星軌道和公轉速度算出黑洞質量,找出黑洞存在的證據。


吉茲是三位獲獎者中唯一的女性,也是最年輕的一位;她在得知獲獎時表示,「希望能啟發其他女性也進入這個領域,這是一個充滿樂趣的領域」。根策爾和吉茲同樣是透過觀測來找出證明黑洞存在的證據,根策爾較早投入黑洞觀測,而後起之秀吉茲則掌握更先進的儀器和資源,研究也青出於藍,兩人同以觀測黑洞獲獎,可說是實至名歸。


吉茲為歷來獲諾貝爾物理學獎的第四位女性,「瑪里.居禮 」(居禮夫人,Marie Curie)一九○三年獲獎,是諾貝爾物理獎首位女性得主;德裔美籍物理學家格佩特-梅耶(Maria Goeppert-Mayer)和加拿大科學家史垂克蘭(Donna Strickland)分別在一九六三年、二○一八年得獎。


諾貝爾物理學獎歷來大多由多名科學家共享,先前獲頒殊榮的領域小至發現最微小粒子,大至探究外太空的巨大奧祕。




本文選自《人間福報》https://www.merit-times.com/NewsPage.aspx?unid=599915