腾讯科技为霍金感到遗憾！其论文重要合作伙伴获今年诺贝尔物理奖( 二 )

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彭罗斯和霍金在奇性定理方面的合作

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1970年，霍金和彭罗斯证明，我们的宇宙在大爆炸的开端有一个时空奇点。
1916年，在爱因斯坦广义相对论刚刚提出后，德国数学家、天文学家史瓦西（K.Schwarzschild）就得到了爱因斯坦场方程的第一个严格解，即史瓦西外部解或史瓦西度规，也就是数学意义上的黑洞。然而，现实中是否存在黑洞呢？当时科学界是存在很大争议的。
1939年，美国“原子弹之父”奥本海默（J.Robert Oppenheimer）及其合作者研究了完全球对称、密度均匀，没有旋转，没有压力的理想恒星的坍缩过程。在这种完全理想的前提下，恒星的质量大到一定程度，黑洞的形成是不可避免的，从而形成与外界宇宙隔离的视界（Horizon）。那么，黑洞中心会形成什么呢？奥本海默并没有给出任何解释。但他的方程却暗示着，在黑洞的中心会形成体积无限小、密度无限大的奇点（Singularity）。
然而，奥本海默的模型太简单了，现实中恒星多少都有旋转，不可能完全不受干扰保持完美球对称。因此，任何非完美的恒星在坍缩的过程中，存在发生反弹的可能性，不会在中心形成奇点。关于这一点，前苏联物理学家栗弗席兹（Lifshitz）曾给出过证明。
1964年，英国数学物理学家彭罗斯（Roger Penrose）利用拓扑学的方法证明，无论有什么干扰，在坍缩黑洞的中心会不可避免地形成奇点。
1970年，霍金和彭罗斯证明，我们的宇宙在大爆炸的开端有一个时空奇点。
1970年，霍金和彭罗斯证明了，在广义相对论的框架下，我们的宇宙在大爆炸的开端也有一个时空奇点，如果有一天再发生坍缩，必然在大挤压中再次形成奇点。这就是著名的奇性定理（singularity theorems）。
三位获奖者简介
罗杰·彭罗斯， 1931年出生于英国科尔切斯特。 1957年毕业于英国剑桥大学。现为英国牛津大学教授。
赖因哈德·根策尔， 1952年生于德国的巴特洪堡。 1978年在德国波恩大学获博士学位。现为马克斯·普朗克外层物理研究所主任，兼任美国加州大学伯克利分校教授。
安德莉亚·盖兹， 1965年出生于美国纽约。 1992年在美国加州理工学院获博士学位。现为美国加州大学洛杉矶分校教授。
奖金总额
奖金总额为1000万瑞典克朗（约合760万人民币），其中一半奖给罗杰·彭罗斯，另一半奖给赖因哈德·根策尔和安德莉亚·盖兹。