今年的诺贝尔物理学奖授予了三位研究黑洞的科学家。英国宇宙学家罗杰·彭罗斯将获得一半奖金，剩余一半由德国天体物理学家莱因哈德·根泽尔和美国天体物理学家安德烈娅·盖兹分享。盖兹是历史上第四位获得这项崇高物理学奖的女性。
瑞典皇家科学院秘书长戈兰·K·汉松在新闻发布会上说：“今年的奖项是关于宇宙最黑暗的秘密。” 科学院表彰彭罗斯“发现黑洞的形成是广义相对论的可靠预测”，汉松补充说，而盖兹和根泽尔则因“发现我们星系中心的超大质量致密天体”而获奖。
黑洞是空间中的区域，引力非常强大，甚至光都无法逃脱。诺贝尔物理学委员会的物理学家乌尔夫·丹尼尔森在活动中说，要创建一个黑洞，“你需要将太阳压缩到一个只有几公里宽的区域——或者将地球挤压到豌豆大小。” 每个黑洞的核心都将存在一个“奇点”，一个引力将物质挤压到无限密度的点，被一个“事件视界”所笼罩，超出这个视界，任何落入其中的东西都无法返回到更广阔的外部宇宙。尽管科学家们推测它们的存在已经有几个世纪了，但尚不清楚如此极端的物体是否会在现实中出现。 甚至阿尔伯特·爱因斯坦——他的广义相对论构成了理解黑洞的现代基础——都怀疑它们的存在。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。 通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事。
但在 1965 年，与斯蒂芬·霍金共事的物理学家彭罗斯（现为牛津大学荣誉教授）在数学上“证明了黑洞可能真实存在，以一种稳定而可靠的过程形成”，这与爱因斯坦的理论相符，瑞典皇家理工学院的物理学家、物理学奖委员会主席戴维·哈维兰德告诉记者。
德国法兰克福高等研究院的理论物理学家萨宾·霍森菲尔德说：“彭罗斯和霍金证明，对于某些类型的恒星来说，黑洞几乎是恒星坍缩不可避免的结果。” “在此项开创性工作之前，大多数物理学家认为黑洞仅仅是广义相对论中出现的数学上的奇特事物，它们不会在现实中存在。 然而，事实证明，在恒星坍缩中黑洞是难以避免的，而且宇宙中应该充满了黑洞…… 黑洞的发现故事生动地展示了纯粹数学在探索理解自然方面的强大力量。”
哈佛大学天体物理学家、黑洞倡议主任艾维·勒布指出，彭罗斯关于黑洞的工作并没有止步于证明它们在广义相对论下的可能性。 彭罗斯还展示了如何从旋转的黑洞中提取能量——所谓的 彭罗斯过程，这可能在为类星体提供动力方面发挥重要作用，类星体是与遥远古代星系核心中贪婪的黑洞相关的超高光度天体。 勒布说，彭罗斯的“宇宙审查猜想”“使我们能够预测整个宇宙的未来，免受与黑洞相关的奇点的病态影响，在奇点处，爱因斯坦的理论失效…… 正如在拉斯维加斯一样，‘事件视界内发生的一切，都留在事件视界内。’”
当彭罗斯、霍金和其他理论家正在编纂黑洞的物理基础时，观测天文学家正在寻找和研究这些奇异的物体，并不断深入细节。
一项突破性发现始于 20 世纪 90 年代。 德国加兴马克斯·普朗克地外物理研究所红外天文学主任根泽尔和加州大学洛杉矶分校教授盖兹分别领导着独立的科研团队，他们使用强大的红外望远镜，并辅以自适应光学技术，来窥探尘埃笼罩的银河系中心。 在那里，两个团队都目睹了恒星围绕着一个神秘的中心黑暗源旋转，这是一个看不见的物体，恒星的运动表明它必定包含着四百万个太阳的质量。 丹尼尔森说：“除了超大质量黑洞之外，没有其他解释。”
随后的观测，主要来自哈勃太空望远镜，揭示了这种规模惊人的黑洞潜伏在可观测宇宙中几乎每个大型星系的中心。 这一观测暗示，这些物体远非仅仅是天体物理学的奥秘，它们或许是宇宙大规模结构最关键的组成部分。
盖兹在得知获奖后接受记者采访时说：“科学非常重要，呈现我们物理世界的真实情况对我们人类至关重要。” “我们不知道黑洞内部是什么…… 它们真正代表了我们对物理定律理解的崩溃。 这就是魅力的一部分——我们仍然不知道。”
根泽尔和盖兹的团队继续对银河系中心的超大质量黑洞人马座 A* 进行新的发现，例如 超热气体结在螺旋落入湮灭时会发出耀眼的光芒。 包括激光干涉引力波天文台 (LIGO) 和 Virgo 干涉仪在内的新设施，正在通过探测它们发射的 时空涟漪，即引力波，来研究合并的黑洞对。 正在进行的人马座 A* 的射电观测，以及全球事件视界望远镜 (EHT) 对附近星系 M87 中另一个超大质量天体的研究，正在生成这些宇宙怪兽的 革命性的特写图像。
EHT 的创始主任谢泼德·多勒曼说：“所有这些突破性技术都使我们比以往任何时候都更接近未知的边缘，为研究宇宙中最神秘的物体和检验我们最基本的理论提供了新颖的方法。” “过去几年的成果使我们能够提出以前从未形成过的问题。 但更重要的是，它们让我们敢于放飞梦想。 正如他们所说，今天诺贝尔奖所庆祝的工作具有变革意义，黑洞的未来是光明的！”
丹尼尔森说：“这不仅仅是一场古老的冒险走向辉煌的结局。” “这是一场新的冒险的开始。 当我们越来越接近黑洞的视界时，大自然可能会有新的惊喜在等待着我们。”
编者注（2020 年 10 月 6 日）：此故事在发布后已更新，以包含萨宾·霍森菲尔德、艾维·勒布和谢泼德·多勒曼的评论。