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2020年諾貝爾物理學獎揭曉,這次研究的是黑洞!

[日期:2020-10-07] 來源:網易號.· 中國新聞網  作者: [字體: ]

今年的諾貝爾物理學獎仍然聚焦天體物理學領域,帶我們發現宇宙探索的又一“高光時刻”——黑洞和銀河系“最深處的秘密”。

  諾貝爾生理學或醫學獎被揭曉的熱度還沒散去,當地時間6日,2020年諾貝爾物理學獎也在瑞典科學院揭曉。

  2019年的物理學獎得主,因在宇宙學和地外行星相關領域的研究貢獻,被贊譽“徹底改變了我們對世界的認知”。今年的物理學獎一半被授予英國科學家羅杰·彭羅斯(Roger Penrose)、另一半被授予德國科學家萊因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel)和美國科學家安德里亞·格茲(Andrea Ghez),以表彰他們在“黑洞研究及發現銀河系中央的超大質量天體”方面的貢獻。

  

  圖片來源:諾貝爾獎社交媒體賬號截圖。

  2020年諾獎,聚焦銀河系“最深處的秘密”

  今年的諾貝爾物理學獎仍然聚焦天體物理學領域,帶我們發現宇宙探索的又一“高光時刻”——黑洞和銀河系“最深處的秘密”。

  這三位科學家正是在這一領域做出了開創性的貢獻。據諾貝爾官網介紹,羅杰·彭羅斯于1931年出生于英國科爾切斯特,他因發現黑洞的形成是廣義相對論的可靠預測而獲獎。

  萊因哈德·根澤爾于1952年出生于德國巴特洪堡,安德里亞·格茲于1965年出生于美國紐約市。這兩位科學家發現了銀河系中心的超大質量天體。

  諾獎官網稱,他們三人的開創性發現,為我們提供了迄今為止最令人信服的證據,證明銀河系中心存在一個超大質量黑洞。

  當物理學遇到天文學:愛因斯坦陪哈勃“看星星”

  德國哲學家康德曾說過,世界上有兩樣東西最能震撼人們的心靈,其中一個就是我們“頭頂浩瀚燦爛的星空”。

  而在過去一百多年間,諾貝爾物理學獎就見證了人類百年的探索領域,從腳下的這顆星球,擴展到頭頂的星空。

  

  2019年諾貝爾物理學獎被授予詹姆斯·皮布爾斯、以及米歇爾·馬約爾和迪迪!た迤,表彰其在宇宙、天文學方面的貢獻。

  2019年,隨著該獎項被同時授予宇宙學和系外行星學兩個領域,作為天文學分支的天體物理學迎來高光時刻。

  再加上2015年的中微子振蕩、2017年的引力波,過去五年中,天體物理學的研究成果已經三次斬獲諾貝爾物理學獎。

  天文領域的研究者屢屢摘得諾獎桂冠,這在半個世紀前,是完全不可想象的事情。因為,那時的天文研究,還很難入諾獎的“法眼”。

  正是由于諾貝爾沒有設立專門的天文學獎項,過去一些科學價值不遜于物理學研究的天文學發現,只能折戟諾獎“名利場”。

  

  哈勃望遠鏡拍攝到的愛因斯坦環的圖片。圖中央是一個星系團,它的質量足夠大,以至于嚴重扭曲了它周圍的時空,形成了環繞這個星系團的奇怪環線,這就是愛因斯坦環。圖片來源:NASA官網

  這其中,可能要數宇宙膨脹發現者哈勃數十年無緣諾獎一事,最為遺憾。

  這位美國天文學家,不僅建立了哈勃定律,被認為是宇宙膨脹的有力證據,還被稱為“星系天文學之父”。1931年冬,就連著名物理學家愛因斯坦都慕名跨越大西洋,來到美國西海岸的威爾遜山天文臺,和哈勃一起,用胡克望遠鏡“看星星”。

  在那之后,一心想拿下諾貝爾獎的哈勃,又等了22年,但令人扼腕的是,他在1953年9月下旬的一天,因腦血栓發作猝然離世。此時,距離公布諾獎得主僅剩下幾天。

  值得慶幸是,20世紀下半葉以來,物理學和天文學相互滲透與融合的趨勢日益明顯。天文學觀測的新發現、一些天體物理學的突出成果,更是推進了物理學的發展。有非凡成就的天文學家獲物理學獎,就變得更加順理成章了。

  《物理研究雜志》的一篇研究,通過分析2017年及之前的諾貝爾物理學獎數據,發現天文學所占比例已經從最初的完全空白,升到了現在的7%。未來,可能還會有更多的科學家,憑借天文學研究成果斬獲諾獎。

  

  圖為1956年諾貝爾物理學獎得主之一威廉·肖克萊,他與另兩位科學家因晶體管方面貢獻共享當年物理學獎。

  諾獎得主也有“黑料”:“晶體管之父”著迷優生學

  享有盛譽的諾貝爾物理學獎,是人們在研究領域做出卓越貢獻的最高榮譽。提到諾獎得主,人們常常會聯想到靈感四射、善于沉思等字眼,并津津樂道于名人軼事,以期找到他們成功的秘訣。

  不過,一個始終揮之不去的關鍵問題是:諾獎得主的經歷真的可以借鑒嗎?

  約翰·巴丁是唯一一個在同一領域兩度獲得諾貝爾物理學獎的得主,他上大學時年僅15歲;“夸克之父”默里·蓋爾曼研究領域極廣,除數理類的學科外,對自然科學、語言學、考古學、心理學等也頗為精通……

  

  2010年諾貝爾物理學獎被授予科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究。

  但諾獎得主未必一直都是佼佼者。因發現石墨烯而獲得2010諾貝爾物理學獎的康斯坦丁·諾沃肖洛夫,上大學時連物理都曾經學得有些“吃力”。而他的導師、同年獲得同一獎項的安德烈海姆,還曾因成績不佳被莫斯科的一所大學拒之門外。

  另一方面,摘下諾貝爾獎桂冠并不意味著,得獎者的所有觀點和研究都被賦予了“成功光環”。

  挪威籍美國物理學家伊瓦爾·賈埃弗因發現超導體中的隧道效應,獲得諾貝爾物理學獎,可他卻否認地球受到了全球變暖的任何影響;因發明晶體管而獲得諾貝爾物理學獎的肖克萊,曾提出一套飽受爭議的優生學理論,令他的“諾獎光環”失色不少……

  或許,不“神化”諾獎,更有助于人們接近科學。

  

  圖為醫護人員為新冠患者進行CT檢查。據稱,醫學CT成像原理一般是通過使用X射線衍射成像。中新社發 高翔 攝

  科學照亮“黑暗”:物理學獎也在為抗疫“出力”

  新冠疫情之下,今年的“諾獎周”或許格外受人關注。畢竟,解決“新冠之謎”,已成為科學界的一大關切。

  不少諾獎得主走到臺前,挺身應戰;許多獲獎研究經反復論證實踐,在“抗疫戰場”釋放能量。

  氦氣能緩解缺氧!4月,俄羅斯科學家亞歷山大·丘恰林運用了一項曾獲1978年諾貝爾物理學獎的理論,首創了一項新冠治療法,為早期診斷等方面提供重要幫助。

  而首屆諾貝爾物理學獎得主發現的X射線、1952年得主發展出的用于核磁精密測量新方法、1986年得主發明的世界第一臺透射電子顯微鏡……更是助力人們在追尋答案的路上走得更遠。

  與此同時,曾經的物理學獎得主,也在疫情期間各自忙碌著。

  

  資料圖:2015年諾貝爾物理學獎獲得者亞瑟·麥克唐納。中新網記者 李卿 攝

  自加拿大疫情暴發,2015年物理學獎得主亞瑟·麥克唐納就與同事忙開了,他們想生產精簡、易于制造的醫院呼吸機。此前,意大利設計出了一種呼吸機,經優化可大量生產,而他們計劃修改該設計,以確保所有零件和材料,都可在加拿大輕易獲得。

  2010年物理學獎得主科斯提亞·諾沃肖洛夫也曾表示,正在研究智能抗病毒涂層,該種涂層將能“智能地”殺死吸附在表面的病毒。

  眼下,疫情仍在全球肆虐。關于新冠病毒,人類依然有很多謎題亟待破解。不過幸好,科學永無止境,隧道的盡頭仍有光在閃耀。

  作者: 李弘宇、 卞磊

  原標題:《宇宙探索屢現“高光時刻”,2020諾貝爾物理學獎帶來這些驚喜》

  編輯:何穎

  責編:宋方燦

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