文/羊城晚報全媒體記者陳亮
圖/受訪者供給
本地時光10月6日，瑞典皇家迷信院宣布，2020年度諾貝爾物理學獎獲獎者為英國數學物理學家羅杰·彭羅斯（Roger Penrose）與德國地理學家萊因哈包養德·根澤爾（Reinhard Genzel）、美國地理學家安德里亞·蓋茲（Andrea Ghez），總獎金為1000萬瑞典克朗（約合760萬國民幣），表揚他們在天體物理學範疇的進獻。
物理學獎系諾貝爾獎最主包養要的獎項之一，獲獎新聞一出，當即惹起學包養網界和社會追蹤關心。本年的獲獎者分辨發明黑洞的構成是對狹義絕對論的無力猜測，以及在銀河系中間發明了一個超年夜東西的品質的致密天體——黑洞。與黑洞相干的話題，一向是人們的愛好地點。為此，羊城晚報全媒體記者采訪了中山年夜學物理與地理學院副傳授、博士生導師、著名科普作家王爽，為讀者“解密”黑洞。
2019年4月10日，事務視界看遠鏡（Event Horizon Telescope, EHT）項目組公布了人類汗青上拍到的第一張黑洞照片
A、銀河系中間超年夜東西的品質黑洞初次被發明
羊包養網城晚報：本年諾貝爾物理學獎獲獎者的重要成績是什么？他們研討、摸索的經過歷程是如何的？
王爽：彭羅斯取得了一半的獎金。他提出了有名的“奇點定理”，從包養數學上嚴厲地證實，在愛因斯坦狹義絕對論的框架下，東西的品質足夠年夜的恒星必定會塌縮成黑洞。而在黑洞的中間，則會有一個集包養網中了黑洞所有的東西的品質、密度無限年夜的奇點。
根澤爾和蓋茲等分了另一半的獎金。他們初次發明在銀河系的中間有包養網一個超年夜東西的品質的致密天體。他們通德律風掛斷後，小姑娘又開端刷包養網短錄像。宋微關懷地問：過研討一些特殊接近銀河系中間的天體的活動情形，證實了在銀河系中間，暗藏著一個東西的品質比太陽年夜400多萬倍的龐然年夜物。從實際上講，這只能是一個超年夜東西的品質黑洞。
羊包養城晚報：黑洞是什么？它有哪些品種？
王爽：淺顯地說，黑洞是宇宙中最可怕的、連光也逃不出往的“牢獄”。一個物體要想逃離地球，必需到達地球的逃逸速率，即11.2km/s。同理，一個物體要想逃離黑洞，就必需到達黑洞的逃逸速率。但由于特殊致密，黑洞的逃逸速率包養網比光速還快，這般就沒有任何物體能逃離黑洞。像這種逃逸速率跨越光速、讓一切物體都逃不出往的致密天體，就是黑洞。
依照物理特徵，黑洞可以分為四類：1.史瓦西黑洞，也就是無自轉、不帶電的黑洞。2.賴斯納-諾德斯通黑洞，也就是無自轉、帶電的黑洞。3.克爾黑洞，也就是有自轉、不包養帶電的黑洞。4包養網.克爾-紐曼黑洞，也就是有自轉、帶電的黑洞。
此外，今朝曾經發明的黑洞，還可以依照東西的品質分為三類：第一類是恒星級的黑洞，其東西的品質介于3倍太陽東西的品質到100倍太陽東西的品質之間。第二類是超年夜東西的品質的黑洞，其東西的品質至多是太陽東西的品質的幾十萬倍，甚至是上百億倍。第三類是中等東西的品質黑洞，東西的品質介于前兩類黑洞之間。
B、諾獎得主發明的黑洞離我們比來
羊城晚報：銀河系正中間的天體被定名為人馬座A*，它與地球相距26000光年之遠，迷信家是若何探知、研討它的？
王爽：最早發明人馬座A*的人，是美國地理學家布魯斯·貝里克和羅伯特·布朗。他們經由過程不雅測銀河系中間收回的無線電波包養，一舉斷定了人馬座A包養*的正確地位。然后，就是本年取得諾貝爾物理學獎的根澤爾和蓋茲。他們經由過程剖析一些特殊接近人馬座A*的天體的活動情形，測一息。出了人馬座A包養*的東西的品質能到達太陽東西的品質的400多萬倍。這小我馬座A*，也是宇宙中離我們比來的超年夜東西的品質黑洞。
羊城晚報：研討并斷定黑洞的存在，對于全世界來說具有如何的意義？在銀河系中間的超年夜東西的品質黑洞會對地球形成什么影響？
王爽：純真從迷信上講，研討黑洞有三開麥拉跟蹤她的舉措。任務職員在灌音經過歷程中發明有選個很是主要的意義：1.黑包養洞供給了一個自然的試驗室，能用來查驗愛因斯坦的狹義絕對論能否對的。2.黑洞也供給了一個極佳的平臺，能讓實際物理學家鉆研同一量子力學和絕對論的方式。3.能讓地理學家深刻研討與黑洞有關的各類天體物理經過歷程（包含吸積、噴流和并合），也能讓地理學家更好地輿解星系的構成與演變。
地球位于銀河系郊區，與銀河系中間相距26000光年。由于銀河系中間黑洞與地球相距甚遠，所以它不會對我們的日常生涯形成本質的影響。
C、黑洞是若何被迷信家們發明的？
羊城晚報：在此之前，人類對黑洞的摸索、熟悉都有哪些主要階段和結果？
王爽：早在18世紀末，英國物理學家約翰·米歇爾和法國年夜數學家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯就認識到，宇宙中能夠存在押逸速率跨越光速的天體。這是黑洞最早的雛形熟悉。但米歇爾和拉普拉斯的實際，很快就被眾人淡忘了。
1915年，愛因斯坦提出了狹義絕對論。一年后，德國年夜地理學家卡爾·史瓦西算出了狹義包養網絕對論的一個準確解，稱為史瓦西解。這個史瓦西解「姐姐，先擦擦衣服吧。」描寫的，就是一個無自轉、無電荷的黑洞。
由于愛因斯坦和英國年夜地理學家愛丁頓的激烈否決，很長一段時光，學術界一向把黑洞視為妖言惑眾。可是，錢德拉塞卡、巴德、茲威基和奧本海默等人在20世紀30年月所做的任務，都提醒年夜東西的品質恒星逝世亡后有能夠會塌縮成黑洞。
20世紀6包養網0年月初，新西蘭物理學家羅伊·克爾找到了狹義絕對論的另一個準確解，叫克爾解。克爾解描寫的，是一個有自轉、無電荷的黑洞。
1967年，英國地理學家喬瑟琳·貝爾發明了致密水平僅次于黑洞的中子星的存在。這讓人們開端當真思慮黑洞存在的能夠性。
異樣是在1967年，美國物理學家約翰·惠勒初次提出了“黑洞”這個名詞。從那以后，黑洞就成了物理學和地理學的熱門。
羊城晚報：還有哪些迷信家對黑洞的發明以及摸索作出了較為嚴重的進獻？
王爽：在20世紀70年月，以色列物理學家貝肯斯坦，以及英國有名物理學家霍金，一路樹立了黑洞熱力學。貝肯斯坦最早指出，黑洞具有溫度和熵。霍金則發明，黑洞可以對外披髮熱輻射，也就是所謂的霍金輻射。
此外，在2019年4月10日，事務視界看遠鏡（Event Horizon Telescope, EHT）項目組公布了人類汗青上拍到的第一張黑洞照片。他們用一個有用口徑相當于地球直徑的射電看遠鏡陣列，拍到了位于M87星系中間的一個超年夜東西的品質黑洞的照片。這也是一個諾獎級的任務。
羊城晚報：您還做了哪些與黑洞相干的科普任務？
王爽：2019年4月10日，地理學家發布汗青上拍到的包養網首張黑洞照片，成了顫動全世界的消息熱門。為了更周全、體系地科普黑洞常識，我在weibo上發布了一個關于黑洞的包養網原創圖文系列。系列由4篇科普文章組成，分辨從4個分歧的角度，向讀包養者科普了一些焦點黑洞常識。系列發布當天，就上了weibo熱搜，到今朝為止，總瀏覽量曾經跨越1700萬。由于這篇普遍傳佈和年夜受好評的科普圖文系列，我遭到鳳凰衛視《世紀年夜課堂》的約請，做了一場上的表格：「先填表。」隨即拿出一條清潔的毛巾，關于黑洞的科普講座。相干內在的事務也寫進了我的《宇宙奧德賽》系列科普叢書。這兩本包養網書曾經被引包養網進到噴鼻港和臺灣地域，豆瓣評分分辨到達9.1和9.2，已成為豆瓣評分最高的外鄉科普圖包養書之一。
人物簡介：
王爽(上圖)，重要從事宇宙學研討，已在國際一流學術期刊頒發SCI論文30多篇，總援用跨越2000次。著包養有《宇宙奧德賽：散步太陽系》《宇宙奧德賽：穿越銀河系》《給孩子講宇宙》《給孩子講絕對論》等科普滯銷書，榮獲“第七屆中華優良出書物獎圖包養書獎”“第六屆中國科普作家協會優良科普作品獎包養金獎”“國度消息出書署2包養網018年向全國青少年推舉百種優良出書物”“中國出書包養網協會2017年度中國30本好書”等獎項。