三學者研究黑洞獲諾貝爾物理學獎 其中一人曾啟發霍金研究黑洞

2020年諾貝爾獎10月6日頒發物理學獎，獎項由3名研究黑洞的科學家共享殊榮，包括英國學者彭羅斯（Roger Penrose）、 德國學者根澤爾（Reinhard Genzel）及美國學者蓋茲（Andrea Ghez）。

諾貝爾獎得主的獎金今年將從900萬提高至1000萬瑞典克朗。英國牛津大學數學系榮譽教授彭羅斯（Roger Penrose）以數學證明黑洞是廣義相對論的直接結果，將獲得一半獎金。德國馬克斯普朗克研究所（Max Planck Institute）和加州大學柏克萊分校物理系教授根澤爾（Reinhard Genzel）與加州大學洛杉磯分校物理和天文系教授蓋茲（Andrea Ghez），因發現銀河系中心有看不見的極大質量物體控制著恆星的軌道，將對分另一半獎金。

諾貝爾物理委員會主席哈維蘭（David Haviland）指，「今年得主的研究發現，在超大質量緻密物體研究上，取得突破性進展，但這些奇特的物體仍有許多問題待解決，激發未來的研究。」

諾貝爾獎委員會表示，彭羅斯發明了巧妙的數學方法來探索愛因斯坦的廣義相對論，他證明黑洞是這一理論的直接結果，這些時間和空間怪物，捕獲了靠近它們的一切。根澤爾和蓋茲發現，一個看不見的極重物體在銀河系中心控制著行星軌道。超重黑洞是目前已知的唯一解釋。

彭羅斯主要研究黑洞如何形成，另兩名得主根澤爾和蓋茲則以觀測為主，由於黑洞體積很小、質量很高，因此兩人透過望遠鏡觀測繞黑洞外圍公轉的星星，根據星星軌道和公轉速度算出黑洞質量，找出黑洞存在的證據。

根澤爾對手下要求很嚴格，也製作很多儀器來觀測繞黑洞周圍轉的星星軌道。根澤爾較早投入黑洞觀測，而後起之秀蓋茲則掌握更先進的儀器和資源，研究也青出於藍，有趣的是，兩人是從不合作的死對頭，沒想到竟一起獲得諾貝爾獎。

彭羅斯在天文界鼎鼎有名，物理學家霍金（Stephen Hawking）之所以研究黑洞，就是受到彭羅斯的啟發。彭羅斯和霍金兩人發表「奇點定理」，證明廣義相對論，在一定條件下密度會高到無限大，變成一個奇點，奇點周圍連光都出不去，稱之為「黑洞」；彭羅斯和霍金曾因此研究，共同被授予向來有諾貝爾獎前哨之譽的沃爾夫獎，可惜霍金已過世，若諾貝爾物理學獎早點頒，霍金應該會和彭羅斯一同獲獎。

諾貝爾物理獎是一個一直由男性稱霸的領域。迄今為止，只有三名女性獲得過該獎項，比例只佔1.9％。蓋茲為歷來獲諾貝爾物理學獎的第4位女性，「瑪里．居禮 」（居禮夫人，Marie Curie）1903年獲獎，是諾貝爾物理獎首位女性得主；德裔美籍物理學家格佩特-梅耶（Maria Goeppert-Mayer）和加拿大科學家史垂克蘭（Donna Strickland）分別在1963年和2018年得獎。■