本報(bào)記者 張夢然 實(shí)習(xí)記者 余昊原

　　當(dāng)大質(zhì)量恒星在自身引力作用下坍縮，會(huì)形成了黑洞。黑洞非常重，可以捕獲所有經(jīng)過事件視界的東西，即使光也無法逃逸。在事件視界上，時(shí)間取代了空間只能向前進(jìn)。時(shí)間的流逝承載了一切，指向黑洞內(nèi)最遠(yuǎn)的奇點(diǎn)——那里密度無限，而時(shí)間有限。光錐顯示光線在時(shí)間上向前和向后的路徑。當(dāng)物質(zhì)坍縮并形成黑洞時(shí)，穿過黑洞事件視界的光錐會(huì)向內(nèi)轉(zhuǎn)向奇點(diǎn)。外部的觀察者永遠(yuǎn)不會(huì)看到光線到達(dá)事件視界。

　　康德說，世界上有兩件東西能震撼人們的心靈：一件是我們心中崇高的道德標(biāo)準(zhǔn)；另一件是我們頭頂上的星空。

　　2020年，三位科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)了宇宙中最奇特的現(xiàn)象之一——黑洞而獲得了今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　當(dāng)所有已知規(guī)律在其中失效

　　一個(gè)超重的怪物，會(huì)捕獲進(jìn)入其“狩獵范圍”的所有物體，連光也不能逃脫。這就是黑洞。在許多文化形式中，黑洞一詞都有其更深的含義，但對(duì)于物理學(xué)家而言，黑洞始終是巨型恒星能量自然耗盡而死亡后的產(chǎn)物。

　　上個(gè)世紀(jì)，愛因斯坦的廣義相對(duì)論顛覆了所有的有關(guān)時(shí)空的概念；奧本海默計(jì)算出了一顆大質(zhì)量恒星的劇烈坍塌。但這些，一直被認(rèn)為是純粹的理論推測，直到一個(gè)人，首先成功地找到了一個(gè)現(xiàn)實(shí)的解，他就是羅杰·彭羅斯他利用巧妙的數(shù)學(xué)方法表明，黑洞是愛因斯坦廣義相對(duì)論的直接預(yù)測結(jié)果，黑洞隱藏著不能被人理解的奇異之處，所有已知的自然規(guī)律在其中都停止。在愛因斯坦去世10年后這一文章被發(fā)表，被視為對(duì)廣義相對(duì)論的最重要貢獻(xiàn)。

　　答案只有一個(gè)：超大質(zhì)量黑洞

　　賴因哈德·根策爾和安德烈婭·蓋茲各自領(lǐng)導(dǎo)著一組天文學(xué)家，成功繪制了離銀河系中心最近的最亮恒星的軌道，而這兩組都發(fā)現(xiàn)：有一種看不見、卻非常重的物體，使得這些恒星在周圍以驚人的速度旋轉(zhuǎn)。

　　這個(gè)看不見的物體，竟然有400萬個(gè)太陽質(zhì)量那么重，這究竟是什么？根據(jù)引力理論，可能的解釋只有一個(gè)——超大質(zhì)量黑洞。

　　根策爾和蓋茲使用世界上最大的望遠(yuǎn)鏡，通過巨型星際氣體和塵埃云看到銀河系的中心。他們擴(kuò)展了技術(shù)極限，完善了新技術(shù)，補(bǔ)償了地球大氣層造成的扭曲，制造出的獨(dú)特儀器可被用于長期研究。他們的工作為我們提供了迄今為止最令人信服的證據(jù)，表明銀河系中心有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，同時(shí)，也為新的理論見解提供了線索。

　　如果有什么是永恒的？那就是未知

　　彭羅斯的研究告訴我們，黑洞是廣義相對(duì)論的直接結(jié)果，根策爾和蓋茲也對(duì)廣義相對(duì)論及其預(yù)測進(jìn)行了精確檢驗(yàn)。但在無限大的奇異性引力中，該理論不再適用。科學(xué)家正在創(chuàng)建新的量子引力理論。這必須將物理學(xué)的兩大支柱——相對(duì)論和量子力學(xué)結(jié)合在一起，而這二者，將在黑洞的內(nèi)部相遇。

　　“不僅是關(guān)于它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的問題，而且還有關(guān)于如何在黑洞緊鄰的極端條件下，測試我們的引力理論的問題。”諾貝爾物理學(xué)委員會(huì)主席戴維·哈維蘭德表示。他認(rèn)為，正是今年獲獎(jiǎng)?wù)叩陌l(fā)現(xiàn)，為研究緊湊和超大質(zhì)量天體開辟了新天地，但是這些奇特的物體仍然向人類提出許多問題，激發(fā)著人們通過研究給出答案。