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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