黑洞究竟是啥?新科諾獎得主格茲:很難概念化,我用數學思考
黑洞是什麼?恐怕沒人比今年的諾貝爾物理學獎得主更有資格回答這個問題。就在10月6日,羅傑·彭羅斯(Roger Penrose)、萊因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel)和安德里亞·格茲(Andrea Ghez)作為三名黑洞發現者,分享2020年諾貝爾物理學獎。格茲對法新社給出了她對這個問題的標準回答:“黑洞是一種引力非常強的物體,即使光也無法逃脫。”
但這並不總能滿足人們的好奇心。
“很少有人能理解黑洞是什麼,但我想許多人為之著迷。”她說道。“很難將黑洞概念化。黑洞附近的物理法則與地球上的截然不同,以至於我們對所尋找的東西沒有直覺。”
格茲補充道:“所以說,我可以數學化地思考它,我可以抽象化地思考它,但很難形成一幅圖像,因為時間和空間混在一起。”
格茲1965年出生於美國紐約,1992年博士畢業於美國加州理工學院。自1994年起,她就在美國加州大學洛杉磯分校工作,領導著銀河中心小組。
這25年來,這個天文學團隊的主要工作就是利用夏威夷巨大的凱克望遠鏡長期跟踪銀河系中心的人馬座A*區域,並用複雜的計算測量其中的超大質量黑洞。
要知道,黑洞在概念上是無法被窺視的,但科學家們可以間接地看到它的強大引力是如何牽引周圍恆星運動的。
研究團隊發現,在銀河系內中心一光月半徑內的恆星移動得最快,像群蜂亂舞。在這個區域以外的恆星則呈現出更為有序的橢圓運動。一顆名為S2的恆星在不到16年的時間內就轉了一圈,而太陽要花2億多年。
格茲對法新社表示,經過25年的時間,她的腦海裡已經有了人馬座A*黑洞附近一些最明亮恆星的詳細地圖。
“我感覺所有這些恆星都像孩子一樣,你知道並且能認出它們的名字,但每年它們都會變得有點不同。”她說道。
那麼,落入黑洞會發生什麼呢?格茲表示:“那就死定了。如果你想的是自己的腳先掉進黑洞,第一件會發生的事情是,你腳上的引力比你的頭強得多,你就會被撕裂開來。”
“我們什麼都不會感覺到,因為我們不會存在,我們不會存活,我們會被分解成基本單元。我可不想這樣做。”
諾貝爾物理學獎委員會主席大衛·哈維蘭(David Haviland)表示:“今年獲獎者們的發現為緻密和超大質量天體的研究開闢了新天地。但是,這些奇異天體仍有許多待解之謎,激勵未來研究。不僅有關於它們內部結構的問題,還有如何在黑洞附近的極端條件下檢驗我們的引力理論。”
格茲相信,她能在有生之年看到更多黑洞之謎得到解答。“我認為隨著技術發展,這是一個發現速度變得越來越快的物理學領域。”