科技日报记者 陆成宽
让人意外的是，刚刚揭晓的2020年诺贝尔物理学奖，又一次颁发给天体物理学。这是近四年来，第三次颁给天体物理学。
然而，在天文学家看来，黑洞研究获诺奖却是众望所归，大家已经期待了几十年。“因为无论作为广义相对论的一个最主要预言，还是作为天体物理领域的最重要进展，黑洞研究确实应该获得诺奖了。”中国科学院高能物理研究所研究员张双南告诉科技日报记者。
对黑洞理论的贡献 霍金也不如他
“这三位科学家获奖是非常合适的。在黑洞研究领域，在世的科学家里面确实没有人能超过他们。”张双南说。
今年诺贝尔物理学奖的一半颁发给了英国牛津大学的罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）。他是一位数学物理学家。他用数学方法证明了爱因斯坦的广义相对论可以预测黑洞的形成。“在黑洞研究领域，虽然霍金也许和他有得一比，但是从对黑洞理论贡献的深度和广度来讲，可能霍金也不如他。”张双南说。
科学界普遍认为，黑洞是宇宙中最神秘的天体，几乎所有质量都集中在最中心的奇点处。黑洞的基本特征是具有一个封闭的边界，称为视界。外界的物质和辐射可以进入视界，而视界内的一切却都无法逃逸出来。
长期以来，黑洞都受到公众广泛关注。黑洞是广义相对论的一个预言，如果黑洞存在，从某种程度上就证实了广义相对论正确性，也就说明我们对时空的理解是正确的。
“虽然罗杰·彭罗斯不是最早预言黑洞存在的人，但是他却是第一个从理论上证明黑洞稳定存在的人，物理学奖颁发给他可谓实至名归。”中国科学院国家天文台研究员陆由俊说。
“对大家来说，以前黑洞一直是个猜想，正是罗杰·彭罗斯从理论的角度证明了它的存在。毫无疑问，他在这个领域做出了一些开创性的工作。”中国科学院国家天文台研究员苟利军说。
除了在理论上证明黑洞存在，罗杰·彭罗斯还和霍金一起证明了奇点定理。该定理认为，宇宙起源于一个时间和空间消失、物质密度无限大的奇点。
几十年磨一剑 精确测量银心黑洞
诺贝尔物理学奖的另一半颁发给了德国科学家莱因哈德·根泽尔（Reinhard Genzel）和美国科学家安德里亚·盖兹（Andrea Ghez）。
上世纪90年代初，莱因哈德·根泽尔和安德里亚·盖兹就分别领着一个科研团队专注于银河系中心的研究。30余年来，两位科学家一直致力于银河系中心黑洞周围星体运动的观测，他们观测到离黑洞比较近的星体，以一个准开普勒轨道旋转，就像我们地球围绕太阳转一样。这个旋转轨道表明，银河系中心一定有一个大约400万个太阳质量的黑洞存在，这是一个非常精准的测量，测量的难度非常大。
莱因哈德·根泽尔和安德里亚·盖兹从天文观测的角度证实了黑洞的存在。“安德里亚·盖兹利用美国的凯克望远镜，对黑洞周围的恒星进行了很精确的测量。”苟利军介绍。
“他们利用世界上最先进的天文望远镜进行银河系中心进行观测，得到的证据大家都非常信服。我几乎在我每一个关于黑洞的科普报告里面，都用他们的结果来说明黑洞的存在。”张双南说。
今年年初，安德里亚·盖兹还在《自然》杂志上发文称，在银河系中心发现了一类新的奇异天体。这些天体看起来像气体，但行为又像恒星。这些天体大部分时间看起来都很紧凑，但当靠近黑洞的时候，它们就会向外伸展开来。
“莱因哈德·根泽尔和安德里亚·盖兹长期坚持用最好的仪器做最精准观测，在引力波发现之前，他们的观测结果是证明黑洞存在的最好证据。”陆由俊说。
在学术会议上，我国科学家经常可以见到莱因哈德·根泽尔和安德里亚·盖兹。张双南说：“我在学术会议上经常可以见到他们，他们几十年磨一剑，致力于银河系中心黑洞的观测。”“让人敬佩的是，他们几十年如一日地坚持做一件事情，他们为了证明银河系中心存在黑洞，花费了几十年的时间，这是非常不容易的。”陆由俊感慨道。
