数学物理学家和两名天文学家因发现与宇宙中最大，最神秘的物体有关的发现（黑洞）而获得了2020年诺贝尔物理学奖。

89岁的英国数学物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）获得了理论研究奖的一半，该研究表明阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论应如何产生黑洞，黑洞的引力如此之强，甚至光线也无法逃脱。

55岁的美国天文学家Andrea Ghez和68岁的德国天文学家Reinhard Genzel因发现宇宙最着名的黑洞-中心的超大质量天体而分享了1000万瑞典克朗（110万美元）的另一半。银河系。

自1990年代以来，盖兹（Ghez）和根泽尔（Genzel）各自领导了绘制银河系中心附近恒星轨道图的小组。这些研究使他们得出结论，一个巨大的，看不见的物体必须决定恒星的疯狂运动。瑞典皇家科学院说，被称为射手座A *（Sgr A *）的物体是迄今为止最令人信服的证据，表明银河系中心有一个超大质量黑洞。

物理学巨人

意大利米兰比可卡大学的天体物理学家莫妮卡·柯尔皮（Monica Colpi）说，这些奖项是当之无愧的。“ Genzel和Ghez的观测数据非常出色，并且在监视该物体周围的恒星运动方面确实是独一无二的。” 他们的数据证明，Sgr A *具有与超大质量黑洞一致的密度。

天体物理学家Heino Falcke表示同意。“他们为建立银河系的这些黑暗之心做出了根本性的贡献，”荷兰奈梅亨拉德布德大学的法尔克说。

英国巴斯大学的天体物理学家卡罗尔·蒙代尔（Carole Mundell）说，与此同时，彭罗斯（Penrose）是“理论物理学的巨人”，影响了几代科学家。她补充说：“他是一位真正富有创造力的思想家，具有无限的想象力，乐趣和对好奇心的热情。”

加利福尼亚大学洛杉矶分校的盖兹（Ghez）只是第四位获得物理学奖的女性-诺贝尔奖获得者最少的女性获奖者（请参阅“诺贝尔失衡”）。2018年，激光物理学家Donna Strickland结束了55年的干旱，成为第三位获得物理学奖的女性。

盖茨在新闻发布会上说：“我非常认真地承担成为第四位获得诺贝尔物理学奖的女性的责任。” “我希望我能启发其他年轻女性进入这一领域。这是一个充满乐趣的领域。”

与几何的广义相对论

彭罗斯（Penrose）在1965年的开创性论文中证明，根据广义相对论，在适当的条件下黑洞是如何形成的-形成了捕获光的表面。在该表面内部，质量进入不可逆的重力坍塌，产生了一个无限密集的能量区域，称为奇点。以前的研究人员仅在认为物理上不现实的条件下证明了这种必然性。

彭罗斯（Penrose）的贡献涵盖了数学和物理学的许多领域。他与图形艺术家MC Escher进行了交流，并启发了他一些不可能的几何物体的绘画。在1970年代，他发展了几何理论：一种非重复的2D模式，现在称为Penrose拼贴。这些模式天然存在于“准晶体”中，该晶体是2011年诺贝尔化学奖的主题。

加州大学帕萨迪纳分校的数学物理学家Matilde Marcolli说，彭罗斯（Penrose）将先进的数学技术引入了物理学的几个分支，他目前正在与彭罗斯（Penrose）合作。她说：“这是一种全新的思维方式。”

银河系的黑洞为爱因斯坦的广义相对论提供了长期的考验

巴基斯坦拉合尔政府学院大学的数学物理学家Asghar Qadir说，特别是在1960年代后期，彭罗斯（Penrose）开发了“扭转空间”理论，试图将广义相对论与量子力学相协调。扭曲空间将改变时空的本质。加迪尔说：“他提出了这样一个想法，即人们可以将时空本身不是根本性的话题，而是新兴事物。”加迪尔在彭罗斯（Penrose）从事扭力理论的博士学位。

数学物理学家还与已故的斯蒂芬·霍金一起对奇点做了进一步的基础性工作。“我想把奖品授予彭罗斯是间接地也将奖赏给了斯蒂芬·霍金，这是对这两个人及其团队为黑洞现象的理论物理解释所做的巨大努力的荣誉，”美国天体物理学家Andreas Eckart说。德国科隆大学。

黑心

彭罗斯（Penrose）为黑洞的存在奠定了理论基础，但盖兹（Ghez）和根泽尔（Genzel）的团队提供了强有力的实验证据，证明了这种空洞存在于我们银河的心脏。

自1960年代以来，天文学家一直怀疑，质量超过太阳一百万倍的超大质量黑洞可能位于大多数星系的中心。银河系是最佳的选择。无线电观测揭示了其中心（称为Sgr A *）的高能发射。其他观察结果表明，一个充满恒星和气体的中心高速奔波。 

莱因哈德·根泽尔（Reinhard Genzel）小组的一项观测的延时显示，恒星绕银河系的中心黑洞运行了20年。信用：ESO / MPE

但是，凝视这些恒星是一个挑战，因为气体和尘埃掩盖了恒星的排放。从1990年代开始，由盖兹（Ghez）和根泽尔（Genzel）带领的敌对团队使用了一些世界上最大的望远镜-分别位于夏威夷莫纳克亚（Mauna Kea）的凯克天文台和智利塞罗帕拉纳尔（Cerro Paranal）的甚大望远镜-结合了尖端的观测技术，克服这个挑战。

埃克特（Eckart）是德国Garching马克斯·普朗克外星物理研究所Genzel团队的前成员，他说，对他们的工作至关重要的是找到提高其分辨率和对微弱光线敏感度的方法。小组首先使用一种称为斑点成像的技术，将数据采集到快照中，以避免地球大气湍流引起的模糊。后来，两个团队都使用了自适应光学器件，后者使用反射镜来校正畸变。这样可以进行更长的曝光，以捕获更多的光线并提高灵敏度，还可以使它们跟踪三个维度的恒星运动。

数十年来，这些技术使这些团队可以测量银河中心附近的数千颗恒星，并绘制约30个轨道。两个团队最终确定了该物体的质量-约400万个太阳质量-并商定了其上限尺寸。

埃卡特说，在银河系中心有一个超大质量黑洞的结论是团队努力和“许多论文和许多项目”的结果。仍然与获奖者合作的埃卡特说，根泽尔以勤奋工作着称。他说：“他非常简洁，是一位非常优秀的科学家。” 同时，根据2013年天文学家的自然概况，盖兹（Ghez）以其开朗的热情和对工作的热忱而闻名。“她是一个非常专注的人，以非常直接的方式处理问题，”埃卡特补充说。