首页 霍金的离世让他错过了2020年诺奖?其实他离诺奖还差一点

霍金的离世让他错过了2020年诺奖?其实他离诺奖还差一点

本年的诺贝尔物理学奖再次颁发给了世界学,并且是对黑洞的研讨和发现,其间之一便是罗杰·彭罗斯在1965年经过数学的办法描绘了恒星到黑洞演化的进程。再一个便是美国和德国的两位天文学家发现银河系中心的超大质…

本年的诺贝尔物理学奖再次颁发给了世界学,并且是对黑洞的研讨和发现,其间之一便是罗杰·彭罗斯在1965年经过数学的办法描绘了恒星到黑洞演化的进程。

再一个便是美国和德国的两位天文学家发现银河系中心的超大质量黑洞,于罗杰·彭罗斯共享了这次诺奖的奖金。

能够看出他们三个人都是由于对黑洞的研讨做出了突出奉献而斩获科学界最高荣誉的,这就让人们不免想起别的一个研讨黑洞的理论科学家:霍金。

霍金生前除了喜爱承受媒体采访,说一些不怎么着边的、关于人类未来的预言以外,他一生中大部分时刻都在研讨黑洞,并且还与罗杰·彭罗斯是老友,他们两个一同提出了奇点理论;

以为空间中存在一个密度无限大、温度无限高的点,并且时刻也存在一个开端,这个咱们至今都无法了解的奇点就存在于黑洞的中心,以及20世纪60年代左右,大爆炸世界模型提出来的世界诞生的奇点。

霍金在人类了解黑洞上,的确做出了奉献,所以许多人以为已然和霍金一同作业的罗杰·彭罗斯这次斩获诺奖,那么霍金假如活着,他也应该会取得这次诺奖,让其人生愈加完美,究竟霍金生前还没有获诺奖的阅历,所以许多人为霍金感到怅惘。

其实我想说的是,就算霍金仍然健在,他这次也无法获奖,只能眼睁睁的看着其他人由于黑洞的研讨而获奖,这对他来说应该算是一次冲击吧。

那么为啥霍金不能获奖呢?

首要咱们说下这次为啥会颁给黑洞,为何是本年,而是是从前的任何一年呢?

原因在于上一年,2019年的时分全世界许多的科学家联合起来,使用散布在世界各地的8个射电望远镜组成的阵列,拍照到了人类前史上首张黑洞相片。

让咱们真真切切的看到了黑洞的容貌,这算是对黑洞实在存在的一次巨大的观测,证明这个曾经在理论上存在的奇特天体并非仅仅理论猜测。

你或许会问,那么在这张相片之前,咱们不是现已知道黑洞存在吗?的确,在这张相片之前咱们有许多的依据都外表黑洞的确存在,但都是直接的依据。

例如,咱们能够在一个星系的中心调查到比较大的射电源,在理论上这是黑洞的物质喷流。可是仅靠射电源咱们也不能说这必定便是黑洞产生的。

科学是谨慎了,在不能扫除全部或许的时分,咱们不能妄下结论,以为这就必定是黑洞。

上图便是M87星系中心的射电源,能够延伸数十万光年,但咱们并没有看到黑洞的身影。还有下图这样的,在不同的波段下,咱们仍然能看见星系中心的物质喷流。

但这些都不是黑洞存在强有力的直接依据。除了核外星系以外,咱们还在自己的银河系中心发现了强射电源。

上图是咱们经过斯皮策、哈勃、钱德拉三个望远镜在红外线、近红外线、X射线波段下对银河系中心的观测成果,能够看出黄色方框中的区域比任何地方都要亮堂。这其间必定有不相同的东西存在。

那么究竟存在什么?咱们持续对方框方位的区域进行扩大,使用无线电望远镜进行观测,能够看到银河系的中心十分拥堵。在扩大了1光年的尺度上,咱们就会看到一个显着的射电源。

也便是黄色箭头的方位,这便是银河系的中心人马座A*,在远景恒星的烘托下,这个方位十分小,也看不到有什么反常。可是科学家在对其周围恒星的运动进行长时刻的观测今后发现;

环绕这个中心运转的恒星速度十分快,依据简略的引力理论,咱们就能算出这个方位的质量达到了400万个太阳。

上图便是科学家对银河系中心黑洞邻近恒星轨迹极端运转速度的模仿,这次观测确认了银河系中心黑洞的存在。

也是这次取得诺奖的原因。那么为啥这个诺奖现在才发呢?由于相同的,你没有看到黑洞真真切切的存在,仅仅使用周围恒星的运动直接的判断了黑洞的存在。

相同的,罗杰·彭罗斯虽然在上世纪就有数学严厉的描绘在广义相对论框架下恒星到黑洞的演化,可是咱们在观测上没有切当的证明黑洞存在,所以仍然不能获诺奖。

2019年咱们看到了黑洞,所以有关证明黑洞存在的研讨和理论,就在本年获奖了。

这也阐明诺奖只会颁发给一个完好、且老练的科学理论。那么什么是一个完结、且老练的科学理论呢?

我以为有三点:

首要一个新的、成功的科学理论需求对已有科学理论能够解说的一切现象容纳,且能解说已有科学理论无法解说的现象。例如广义相对论容纳牛顿理论,且能解说牛顿理论无法解说的水星反常进动问题。

一个新的、成功的科学理论需求提出一个或许多个曾经任何科学理论没有提出过的预言,且这个预言能够被试验和观测去证伪。例如广义相对论提出了星光曲折,且现已被证明。

终究便是这个新的科学理论所提出的预言被试验和调查证明是正确的。

满意以上三点,咱们才干称其为是一个完结、老练的科学理论,假如这个科学理论对某一范畴做出了巨大奉献,或许是改变了人类的生活方式,那么必定会取得诺奖。

了解了以上的一切,咱们就能知道为何霍金就算健在他也无缘这次诺奖。

首要彭罗斯获奖的理由并非是黑洞奇点理论,有关奇点的任何说法和描绘现在都只在理论层面上,咱们无法对奇点的任何情况进行科学描绘,由于在奇点处,咱们已知的科学理论都将溃散、无法作业。

说白了,奇点究竟是啥,有没有?咱们一点都不了解,所以诺奖是不会颁发给这样的理论的,他不是一个完善、老练的科学理论。

曾经咱们以为世界大爆炸也起源于奇点,可是咱们也尽量的去躲避存在奇点的问题,由于无法描绘,所以在上世纪八十年代,咱们提出了暴升理论,以为世界热大爆炸状况起源于指数胀大的真空能量状况,而并非所谓的奇点。

但黑洞坍缩的时分如同无法逃避奇点问题,所以未来咱们还需求对黑洞中心究竟是啥,做进一步研讨。

因而这个理论并不能够让霍金斩获诺奖。

其次霍金关于对黑洞最大的研讨便是黑洞辐射现象,这是量子力学和相对论在黑洞问题上的一次完美交融,霍金以为黑洞并不是咱们以为的只吃不进、黑洞不黑。

它也会由于真空中存在虚粒子的量子动摇、以及事情视界面处的超强引力,使得一个虚粒子掉入黑洞,变为实粒子。

那么为了确保能量守恒,所以别的一个虚粒子就会从黑洞中获取能量产生逃逸。黑洞在丢掉能量的时分,质量就会变小。终究一个黑洞就会由于真空中的量子动摇而彻底蒸发掉。

这个理论现在现已被科学家广泛的承受,可是唯一短少的便是,霍金所提出的黑洞辐射十分缓慢、强度也十分低,比充溢全空间的微波布景辐射的温度还要低。

这就意味着霍金一生中最大的成果,或许永久都不会被观测证明。

这也意味着黑洞辐射,或许也会和弦论相同,看起来十分美丽,可是它并非是一个完好的科学理论。所以诺奖是不会颁发给霍金的。

霍金就这么一个大成果吗?其实就这么一个,在霍金提出黑洞辐射今后,随之而来诞生了许多问题,例如黑洞信息悖论。

任何掉入黑洞的物体,例如人、钱包之类的物体,都不能从黑洞再次逃逸,可是黑洞总有一天会由于霍金辐射变为纯能量而蒸发掉。

那么掉入黑洞的物体所包括的信息也就丢掉了,而量子力学以为世界中的信息是守恒的,所以就产生了所谓的信息悖论。

在呈现这个问题今后,霍金往后的一切时刻基本上都在为这个问题找补。

所以,霍金就算健在也无法获奖。

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