南方周末|黑洞研究终得诺奖，先驱获奖实至名归( 二 )
安德里亚·吉兹于1965年生于美国纽约 ， 1987年在美国麻省理工学院获得物理学学士学位 ， 1992年在美国加州理工学院获得博士学位 ， 2004年当选美国科学院院士 。 吉兹目前担任加州大学洛杉矶分校教授 。
从20世纪90年代开始 ， 根泽尔和吉兹分别带领各自的研究团队 ， 关注银河系中心一个叫作人马座A*（Sagittarius A*）的区域 。 伴随着精确度的提高 ， 他们绘制了离银河系中心最近的最明亮的恒星的轨道 。 这两组科学家在进行测量后都发现 ， 一个质量极大却又看不见的天体牵引着这些恒星 ， 使得它们以惊人的速度转动 。 在这个不大于太阳系的区域里 ， 却聚集着质量超过400万个太阳的物质 。
根泽尔和吉兹使用世界上最大的望远镜 ， 开发出可以穿过巨大的星际气体和尘埃云而看到银河系中心的方法 。 他们扩展了技术的极限 ， 完善了新技术 ， 从而可以补偿地球大气层对观测带来的影响 。 他们还制成了独特的设备并用于长期研究 。 他们先驱性的工作为我们提供了迄今为止最有说服力的证据 ， 证明在银河系中心存在一个质量为400万倍太阳质量的超大质量黑洞 。
黑洞研究的未来
吉兹是历史上第四位获得诺贝尔物理学奖的女性 ， 此前三位分别是玛丽·居里（1903年）、玛丽亚·格佩特—梅耶（1963年）和唐娜·斯特里克兰（2018年） 。 在通过电话得知自己获得诺贝尔奖后 ， 吉兹表示是“对宇宙的热情”使自己成为一名天体物理学家 。 她同时表示：“获得这个奖项我非常激动 ， 作为第四位获得诺贝尔物理学奖的女性 ， 我非常认真地对待这份责任 。 我希望能够激励更多年轻女性一起研究物理学 ， 这是一个充满乐趣的领域 。 ”
“今年获奖者的发现开辟了致密和超大质量天体研究的新天地 。 ”诺贝尔物理学奖委员会主席戴维·哈维兰德（David Haviland）在诺贝尔奖官网上这样评价2020年的获奖成果 。 同时 ， 他也表示 ， 这些奇特的天体仍然提出了很多有待解答的问题并激励未来的研究 。 这些问题不仅包括黑洞的内部结构 ， 同时包括如何在黑洞附近这样的极端条件下验证引力理论 。
2017年诺贝尔物理学奖授予三位为发现引力波作出杰出贡献的物理学家 ， 而他们首次发现的引力波正是来自两个黑洞合并的事件 。 2019年4月10日 ， 科学家发布了首张黑洞照片 。 2020年9月23日 ， 一个研究团队在《天体物理学杂志》（The AstrophysicalJournal）上发表了一项研究 ， 公布了根据第一张黑洞照片而制作的动图 。 这一系列重要的成果表明黑洞研究正在经历一个黄金时代 。
一个多世纪以来 ， 黑洞已经从曾经离奇的概念变为天体物理学中最重要的研究方向之一 。 彭罗斯、根泽尔和吉兹三人的研究 ， 帮助我们认识了宇宙中最神秘的天体 ， 极大地拓展了我们对宇宙的认识 。 除此之外 ， 已经去世的霍金以及现年86岁的克尔等人的工作也为我们探索黑洞作出了杰出贡献 。
这些先驱的工作逐渐为我们勾勒出黑洞的轮廓 ， 但是正如哈维兰德所说 ， 黑洞研究仍然有很多工作要做 。 在理论方面 ， 在奇点无限大的引力之下 ， 广义相对论不再适用 。 因此 ， 人们正在构建新的量子引力理论以统一量子力学和广义相对论 。 而在观测方面 ， 根泽尔和吉兹的工作则引领了新一代的对广义相对论和它的最古怪的预言的精确验证 。 在这样一个黄金时代里 ， 我们可以期待更多有关黑洞的重要理论和发现不断涌现 ， 从而揭示黑洞的更多秘密 。
【南方周末|黑洞研究终得诺奖，先驱获奖实至名归】****特约撰稿鞠强
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