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霍金好基友彭罗斯取得本年诺贝尔物理学奖,霍金若活着能得吗?

2020年度诺贝尔物理学奖揭晓,出乎所有人预料,颁给了黑洞相关的研讨,其间一半颁给了霍金的好基友,牛津大学的数学教授罗杰·彭罗斯。为什么说出乎所有人预料?由于诺贝尔物理学奖有一条不成文的规则:不会接连…

2020年度诺贝尔物理学奖揭晓,出乎所有人预料,颁给了黑洞相关的研讨,其间一半颁给了霍金的好基友,牛津大学的数学教授罗杰·彭罗斯。

为什么说出乎所有人预料?由于诺贝尔物理学奖有一条不成文的规则:不会接连两年颁给同一范畴,除非有突发事件,比方严重发现和理论证明,比方希格斯玻色子和引力波这样的突发事件。而上一年,诺贝尔物理学家刚刚颁给了世界学和天体物理方面的,而上一年到本年并没有什么诺奖等级的严重发现,理论上本年是不会再给这个范畴的了,成果出乎所有人预料,本年再次颁给了世界学和天体物理学!彭罗斯凭黑洞构成理论拿走了一半,剩余一半由两位经过地理观测确认银河系中心存在黑洞和取得中心黑洞质量的科学家平分。

彭罗斯信任很多人并不会觉得生疏,他原本是一位数学家,提出过闻名的彭罗斯楼梯,那道永久走不到头、不或许的楼梯,赏识一下:

尽管他在数学界现已很牛,但其实他是作为一位物理学家为咱们所了解的。那么问题来了,他一个数学家怎样跑到物理界来,还不谦让地拿了个诺贝尔奖……这要谢谢那位霍金的大学老师丹尼斯·西亚马,在彭罗斯到剑桥攻读数学的博士研讨生时西亚马成功把他拐带进了广义相对论的大门,成果作为一个数学天才,彭罗斯在广义相对论范畴像开了外挂相同,在广义相对论,特别是黑洞研讨方面做出了很多重要的奉献,其间最闻名的是他用数学方法证明了当大质量天体坍缩进程中必定发生视界和奇点。他是第一个在数学上证明广义相对论下黑洞的构成机制的。

后来西亚马把数学相同牛逼的天才学生霍金介绍给彭罗斯知道,两人成了英版杨振宁和李政道,随后两人一同证明了只要两个前提条件的终极版的奇性定理——当黑洞坍缩时,在极端一般的初始条件下,都必定发生奇点,已然初始条件不限,那么很天然,当整个世界都坍缩回去,也必定会发生奇点!而那两个前提条件是:广义相对论正确和因果律建立。

这样,由哈勃发现的世界胀大推出来的世界大爆炸就有了底层的理论基础,而大质量天体坍缩也无需严苛的初始条件即可发生视界和奇点。两人因对奇性定理的证明一同取得了1988年的沃尔夫物理学奖,这个是仅次于诺贝尔奖的物理学奖项。

那么问题来了,假设霍金还活着,他能跟彭罗斯一同取得诺贝尔奖吗?我个人觉得是有或许的。尽管这次颁发彭罗斯的黑洞构成进程的理论推导是彭罗斯在与霍金协作之前就作出的,但已然是因黑洞颁的奖,把对黑洞理论奉献最大的霍金疏忽掉肯定是难以服众的,大有当年“不给爱因斯坦颁奖其他物理学家都不好意思拿奖”的滋味。

至于霍金能够因什么获奖?我都替他想好了——面积不减定理。这个定理的技术含量远不如奇性定理和霍金辐射,但问题是那两个现在都没有证明……而面积不减定理在LIGO和Virgo十几次的双黑洞引力波勘探记载中无一违背,能够算是被证明了。关键是它一起让超大质量黑洞的构成成为或许,由于现在以为,超大质量黑洞构成很或许是经过兼并发生的。假设霍金因面积不减定理获奖,就更有当年爱因斯坦因光电效应获奖的滋味了。不过,霍金已不在了,诺贝尔奖委员会也不必纠结要不要给他颁奖了……

忘掉介绍,面积不减定理说的是两个黑洞彼此绕转并兼并成一个更大的黑洞后,构成的大黑洞视界表面积将大于本来两个小黑洞视界表面积之和。你或许不明白这是怎样得出来的,它其实是严厉约束了两个黑洞绕转时所能开释的总能量上限。

假如想更深入了解面积不减定理,能够看我上一年5月份的文章:霍金系列之二:面积不减定理与引力波辐射

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