澎湃新闻记者 于涵琪
10月6日，2020年诺贝尔物理学奖颁给了三位黑洞发现者：罗杰·彭罗斯，莱因哈德 · （ ） 和 ·盖兹 （ ） .
三位获奖者将获得1000万瑞典克朗（约合人民币760万元）的奖金，以表彰他们发现了宇宙中最奇特的现象。彭罗斯为“发现黑洞的形成是对广义相对论的可靠预测”贡献了一半的贡献，而根泽尔和盖茨则为“在我们银河系中心发现了一个超大质量致密物体”贡献了另一半的贡献。
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诺贝尔奖官网的新闻稿将今年的获奖者描述为“黑洞和银河系最黑暗的秘密”。诺贝尔物理学奖委员会主席哈维兰说：“今年的获奖者的发现为研究致密和超大质量天体开辟了新的视野。然而，关于这些奇特的物体仍有许多未解之谜，这将激发未来的研究。不仅存在关于它们的内部结构的问题，而且还存在关于如何在黑洞附近的极端条件下测试我们的引力理论的问题。”
1931年出生于英国埃塞克斯郡的罗杰·彭罗斯于1957年毕业于英国剑桥大学，获得博士学位，目前是英国牛津大学数学系的W.W.Rouse Ball名誉教授。他在数学物理学方面的工作对广义相对论和宇宙学做出了重大贡献，他与霍金分享了1988年沃尔夫物理学奖，以表彰他的彭罗斯·奇点理论。
莱因哈德 ·根泽尔1952年出生于德国巴特洪堡，1978年毕业于德国波恩大学，获博士学位，现任马克斯·普朗克地外物理研究所所长，美国加州大学伯克利分校教授。
安德里亚 ·年出生于美国纽约德国物理学家卡尔，1992年毕业于美国加州理工学院，现任美国加州大学洛杉矶分校教授。
超越阿尔伯特·爱因斯坦
1915年11月，爱因斯坦的广义相对论诞生了德国物理学家卡尔，它以最大的尺度描述了我们的宇宙，颠覆了以往所有的时间和空间概念。广义相对论为理解引力奠定了新的基础，并成为后来所有宇宙学研究的基石。宇宙中的一切都受重力控制：重力将我们固定在地球上;重力控制着太阳周围的行星，而太阳又围绕银河系的中心运行;引力导致恒星诞生于星际云中，并因引力坍缩而死亡。重质量会弯曲空间并减慢时间的流逝。
一个非常重的质量甚至可以切出一块空间形成一个黑洞——就在爱因斯坦发表一个复杂的数学方程系统几周后，德国天体物理学家卡尔·史瓦西在第一次世界大战的东线计算了一个极其奇怪的解决方案。
一旦黑洞形成，它就会隐藏在其事件视界内，并可以吞噬所有进入黑洞的东西，包括光。质量越大，事件视界越大，如果黑洞的质量与太阳的质量相当，则其直径约为3公里。
这个概念实际上并不新鲜。早在18世纪末，英国哲学家和数学家约翰和法国科学家西蒙·德就认为，天体可以变得如此致密，以至于即使是光速也不足以逃脱它们的引力。后来，物理学家也普遍认为，当大质量恒星达到其寿命的尽头时，就会发生超新星爆炸，然后坍缩成极其致密的碎片。
然而，爱因斯坦本人并不相信这样一个质量惊人的怪物真的存在。在彭罗斯之前，这些解决方案在理想条件下（恒星和黑洞都是正球体，完全对称）被视为纸上谈兵。
毕竟，宇宙中没有任何东西是真正“完美”的，彭罗斯是第一个在不太理想的条件下成功给出现实解决方案的人。
1965年1月，在爱因斯坦逝世10年后，彭罗斯证明了黑洞确实可以形成，并详细描述了它们。这篇开创性的文章被认为是爱因斯坦自那时以来对广义相对论最重要的贡献。
捕获表面是一条单行道
为了证明黑洞的形成是一个稳定的过程，彭罗斯需要发展广义相对论的研究方法，即用新的数学概念解决理论问题。
彭罗斯后来回忆说，那是1964年的秋天，当时他是伯克贝克学院的数学教授，和同事们一起散步。当他们即将穿过一条小路时，他们停了一会儿，一个想法在彭罗斯的脑海中闪过。
那天下午，他把这个想法从脑海中抛了出来：“抓住脸”（ ）。这是彭罗斯多年来一直在寻找的数学工具。被困的脸部迫使所有光线指向一个中心，无论脸部是向内弯曲还是向外弯曲。
利用捕获表面，彭罗斯可以证明黑洞总是拥有一个奇点，即时空尽头的边界。它的密度是无限的，所有已知的自然法则都到此为止。
大质量恒星在自身引力下坍缩，形成黑洞，捕获所有进入事件视界的物质，包括光。
一旦物质开始坍缩成陷阱表面，一切都是无法挽回的。正如诺贝尔奖获得者钱德拉斯卡（）讲的一个印度寓言：蜻蜓幼虫生活在水下，当它们准备展开翅膀时，它们向朋友们承诺未来海面上的生活会是什么样子。然而，一旦幼虫变成蜻蜓，从睡眠中飞出，就没有回头路了，水中的幼虫再也听不到对方的故事了。
同样，所有物质只能朝一个方向穿过黑洞视界，然后时间取代空间，所有可能的路径都指向内部，时间的电流将一切都带向不可避免的奇点。
从外面看，没有人能看到你是如何掉进超大质量黑洞的，而且根据物理定律，偷看黑洞是绝对不可能的。黑洞将它们所有的秘密隐藏在事件视界后面。
银河系中心的秘密
尽量不要看到黑洞内部，但我们可以观察到黑洞的巨大引力将周围的恒星拉动。自 1960 年代以来，物理学家一直在推测包括银河系在内的大多数大型星系中都存在超大质量黑洞。
在银河系的中心，一个叫做人马座A*的区域，有一个强大的无线电源。从我们地球的角度来看，巨大的星际云和尘埃掩盖了从那里发出的大部分可见光，但红外线和射电望远镜帮助天文学家“看穿”。
银河系中心与太阳系的相对位置
和 Geez 各自领导着一个天文学家团队。自20世纪90年代初以来，他们发展和改进了观测技术，设计和制造了独特的仪器，并开始系统地、永久性地调查人马座A*区域。
天文学中有一个牢不可破的真理：望远镜越大越好。的团队使用超大望远镜（VLT），该望远镜的单片眼镜直径超过8米。Getz的团队使用了夏威夷的Keck望远镜，该望远镜直径约10米，每一侧都像一个蜂巢，由36个六边形组成，可以单独操纵以聚焦光线。
然而，望远镜上方的大气总会引起扰动，使星光扭曲贝语网校，使图像模糊。这两个团队继续开发和更新自适应光学器件，将图像分辨率提高了 1,000 多倍。
研究人员发现，在银河系中心的光月亮半径内的恒星移动得最快，就像一群蜜蜂一样。这个区域之外的恒星表现出更有序的椭圆运动。一颗名为S2的恒星在不到16年的时间里进行了一次公转，而太阳则需要超过2亿年的时间。
这
银河系中心的一些恒星的轨道，最接近人马座a*，S2，速度惊人。
随着银河系中心区域最亮恒星的轨道在科学家的眼前变得越来越精确，这两组人做出了相同的测量结果：一个极其沉重、看不见的物体拉扯着恒星，使它们以令人眼花缭乱的速度绕着它们旋转。大约400万个太阳的质量集中在一个不比太阳系大的区域。
黑洞是唯一可能的解释。
我们可能很快就能看到人马座A*黑洞。就在一年多前，事件视界望远镜成功拍摄了5500万光年外的M87星系的中心黑洞。
彭罗斯指出，黑洞是广义相对论的直接结果，但在奇点无限强大的引力作用下，这一理论已不再适用。未来，理论物理学领域必须将物理学的两大支柱——相对论和量子力学——结合在一起，它们汇聚在黑洞的最深处。