宇宙“黑洞灾难”不会到来

北京时间昨天18时许，诺奖委员会宣布，将2020年诺贝尔物理学奖的一半授予罗杰·彭罗斯，“以表彰他发现黑洞的形成是广义相对论的有力预言”。另一半则联合授予赖因哈德·根策尔和安德烈娅·盖兹，“以表彰两人发现银河系中心有一个超大质量的致密物体。”

上海天文馆建设指挥部展示教育主管施韡介绍：“近几年，黑洞的研究不仅是热门，也取得了越来越多新的发现。这些新发现在不断填补原先的空白，包括超大质量黑洞的发现、中等质量黑洞的现身、黑洞‘照片’等。”在施韡看来，罗杰·彭罗斯在黑洞理论上取得了重要的突破，“彭罗斯或许称不上典型的天文学家，但他用数学的方法从爱因斯坦广义相对论得到了黑洞存在性的结论。”

100多年前，科学家史瓦西告诉世人，宇宙中可能存在黑洞这种诡异的天体，却没说它从何而来。而彭罗斯则计算出黑洞是如何形成的，证明了它是广义相对论的必然结果之一，并且，所有物质包括光都会指向一个中心，即奇点。这就是彭罗斯最大的贡献。

彭罗斯还有一个重要理论，来化解人们对黑洞的恐惧。此前有一种黑洞理论指出，黑洞的内腔实际是一个“闭合类时线”，在这里一切因果都完蛋了，时间没有了先后。世界线变成了一个圈，你的过去就是未来，你的未来就是过去。还好这样的诡异时空被“事件视界”所包裹住了，所以对宏观宇宙不会存在多大影响。但如果电荷量与质量的比值足够大，黑洞内部的空腔就可能变得和外部的事件视界一样大，内外两层视界也不存在了，违背一切物理法则的“奇点”将裸露出来。一个“裸奇点”的出现，将会是一场巨大的宇宙灾难。

1969年，彭罗斯大胆提出了“宇宙监督假想”，他预言必定有某种物理定律，来防止“裸奇点”的出现。一种拯救宇宙的理论来对抗宇宙毁灭的理论。霍金曾是彭罗斯的研究伙伴，对此表示强烈支持，还幽默地说“上帝憎恶裸奇点”。他们两人获得1988年沃尔夫物理学奖，也是因为共同研究并提出的彭罗斯-霍金奇点理论。

“彭罗斯获奖，说明诺奖对理论性强的工作态度更友好了。彭罗斯是证明了一个定理，不是一个具体的问题，按照诺奖传统，很难得诺奖。”复旦大学物理学系教授施郁评价。

“另外两位诺奖得主利用夏威夷的凯克望远镜直接观测银河中心黑洞，在技术上获得了巨大的创新与突破。”施韡说。

中国科学院上海天文台副研究员左文文说：“值得关注的是，今年的诺贝尔物理学奖中出现了一位女性获得者，这是第四位女性物理诺奖得主。”“居里夫人”后继有人。

北京大学天文系教授、博士生导师吴学兵推测，诺贝尔奖委员会垂青黑洞领域，可能与去年黑洞照片公布有一定关系，因为照片验证了广义相对论预言中黑洞和事件视界的存在。而根据广义相对论推出黑洞的存在，彭罗斯起了很大作用。

本报记者 郜阳 张炯强