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诺贝尔物理学奖|霍金好友获诺贝尔物理学奖，曾一起研究黑洞，为什么霍金没获奖？

诺贝尔物理学奖|霍金好友获诺贝尔物理学奖，曾一起研究黑洞，为什么霍金没获奖？
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2020年的诺贝尔物理学奖已经正式公布 ， 获得此次殊荣的是英国数学物理学家的罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）、德国天体物理学家莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和美国天文学家安德烈娅·米娅·盖兹（Andrea Mia Ghez） ， 他们对黑洞的研究做出了突出贡献 。
值得注意的是 ， 连续两年的物理学奖颁给了宇宙学或者天体物理学领域 。 如果再加上2017年的引力波 ， 这是诺奖四年来第三次颁给宇宙学 。
彭罗斯
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彭罗斯通过严谨的数学逻辑证明 ， 爱因斯坦的广义相对论能够有力地预测黑洞的形成 。 黑洞可谓是宇宙中最为奇特的天体之一 ， 由于巨大的引力作用 ， 任何力量都无法对抗 ， 黑洞前身天体的物质全部坍缩到中心的奇点 ， 并在其周围形成一个封闭的空间 ， 能够把光也束缚在其中 。
对于黑洞这样反直觉的天体 ， 就连爱因斯坦都觉得宇宙中不可能存在 。 不过 ， 彭罗斯却严格地证明 ， 广义相对论确实预言了黑洞的存在 。 而在2019年 ， 天文学家终于第一次直接捕获了黑洞的照片 ， 黑洞的存在被直接证明 。 正因为彭罗斯的突出贡献 ， 他获得了今年的诺奖 。
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说到彭罗斯 ， 大家可能会想到一位已故的著名物理学家——霍金 。 他们两位是多年的好友 ， 并且还一起合作研究过黑洞 。
既然彭罗斯都获奖了 ， 为什么霍金却没有呢？
霍金和彭罗斯合作证明了奇点定理 ， 但这并不是诺奖级的成就 ， 而且有关奇点的理论最初是由彭罗斯提出的 。 彭罗斯在这方面的研究具有开创性 ， 他获奖是实至名归 。
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霍金的更重要成就是提出霍金辐射 。 真空的随机量子涨落会产生虚粒子对 ， 如果这一过程发生在黑洞的事件视界边缘 ， 那么 ， 反虚粒子会掉进黑洞中 ， 而正虚粒子会获得质量成为实粒子 ， 逃离到远方 ， 导致黑洞质量下降 ， 这就是霍金辐射 。
然而 ， 霍金辐射极其微弱 ， 黑洞需要千万亿年的时间才能蒸发殆尽 ， 导致这种效应至今还没有探测到 ， 所以霍金没能获得诺奖 。 更重要的是 ， 诺奖不会颁发给已故的人 ， 即便未来霍金辐射被发现 ， 已经离世的霍金也不会因此而获奖 。
根泽尔和盖兹
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这两位物理学家的获奖的理由也与黑洞有关 ， 他们发现了潜伏在银河系中心的一个质量超大的致密天体——人马座A* ， 距离太阳系2.6万光年 ， 这被认为是银心中的超大质量黑洞 。
在去年直接发现黑洞之后 ， 天文学家对于黑洞的研究都是基于间接方法 。 虽然黑洞本身不会发光 ， 但它们的极端引力会影响到周围天体的运动 ， 通过观测这些天体 ， 就能知道黑洞的存在 ， 并且还能了解黑洞的质量等物理特征 。
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根泽尔和盖兹（女 ， 第四位获诺奖的女物理学家）的两个研究团队对银心的恒星运动轨道进行了长年追踪 ， 结果发现一些特殊的恒星绕着一个不可见的致密天体在运动 ， 其质量估计可达太阳的430万倍 ， 地球的1.4万亿倍 。
根泽尔团队观测到 ， 一颗编号为S2的恒星在2018年运行到近心点 ， 距离中心仅120天文单位 ， 其轨道速度高达7650公里/秒 ， 相当于光速的2.6% 。 种种迹象表明 ， 人马座A*是一个超大质量黑洞 。
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事件视界望远镜（EHT）最先公布的黑洞照片来自于M87星系中心的超大质量黑洞 ， 距离我们5350万光年 。 事实上 ， EHT也已经捕捉了人马座A* ， 未来几年应该就会公布 ， 届时将会直接证明银心超大质量黑洞的存在 。
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【诺贝尔物理学奖|霍金好友获诺贝尔物理学奖，曾一起研究黑洞，为什么霍金没获奖？】最后 ， 虽然爱因斯坦本人并没有因为广义相对论而获得诺奖 ， 但广义相对论无疑是一个瑰宝 ， 它的很多预言都被相继证实 ， 不少的物理学家因此而获得诺奖 。 不得不说 ， 爱因斯坦是当之无愧的殿堂级物理学大师 。


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