因黑洞研究，而诞生的3个诺贝尔奖获得者
黑洞研究，在近些年来，一直都是大热的话题！特别是2020年，这一届的诺贝尔物理学奖，就曾一举被3名专门研究黑洞的学者，联袂拿下，他们分别就是：英国数学、物理学家Penrose教授，美国加州大学的Genzel教授和Ghez 教授！
在公布结果后，诺奖的评奖委员会主席，给出让人深思的理由：他们的发现，给致密和超大质量天体的研究，开辟了新天地，哪怕很多课题，还存在很多有待进一步解答的问题，但开启这个方向的研究，将帮助人类破解宇宙形成与演化，这个重大探索课题上，最重要的起点之一。
究竟凭啥，他们就该得此重大奖项
说白了，这三位学者，之所以能获得2020年物理学诺贝尔奖，最根本的原因是：
一、英国人Penrose教授，用非常严谨的数学逻辑——奇点定理去证明、揭示了银河系中心，存在黑洞是爱因斯坦的广义相对论的必然结果。
二、美国加州大学的两位教授，Genzel和Ghez，用实际的观测数据去证明，我们的银河系 最中心的区域，确实存在了那个超级黑洞。
银河超级黑洞理论“诞生记”
故事首先发生在1963年，Penrose教授，受Schmidt Ｍ.类星体发现的启发，开始考虑黑洞形成的问题，然后花了2年的时间，凭借自己在数学、物理学的知识沉淀，在1964年年底完成了奇点定理证明，并于1965年正式发布自己用爱因斯坦的广义相对理论为依据，揭示出银河系中心区域存在黑洞的必然结果。
当然，他这个结果，也是理论上的证明，要想得到学术界的认可，必须有足够的天文观测数据为支撑。所以，就轮到美国加州的两位大教授出场、发挥其作用了......
不管是Ghez教授，还是Genzel教授，都有一个非常犀利的特长：都是仪器设计和观测方面高手行家。比如，Genzel教授，不仅在很长一段时间内，担任着马普地外物理研究所的所长，还直接负责整个红外观测团队。
而天文学家出身的Ｇhez教授，同样是巾帼不让须眉，从1995年开始，她就率领自己的研究团队，调用当时世界最大的、位于夏威夷的Keck天文望远镜，对银河系中心的人马座A* X射线源附近的恒星进行跟踪观测。
然后，通过一种叫光斑干涉技术，分辨出银心存在的若干个恒星，并最后锁定了，一枚叫周期最短的S2恒星（轨道周期为16年），在接近2个轨道周期内，不断观测和计算各种天文数据。
最后，她罗列了大量的数据证明，在人马座A* X射线源附近，在那半径仅45AU（1AU，也就是1个地日距离）,而45个AU，也差不多是冥王星的轨道大小的范围内，却囤积了400~450万个太阳般重的物质。如此高密度的大型天体，在人类的认知范围内，唯有黑洞而已。
而Genzel教授，对此更是一锤定音，在2018年开始，他率领马普地外物理所，花了足足8000万欧元的研发出一套叫出 GRAVITY的精密观测仪器。鸟枪换马炮，也让他们精准地测量出S2恒星，平均约为200公里每秒的移动速度，并高精度地测量出了S2轨道的进动速度，大约是太阳系水星进动速度的100倍。
从这个角度来看，这三位教授的联手，几乎是一锤定音地告诉人们：银河系中心，至少存在着一个超级黑洞。从1963~2020年，前后跨度将近半个世纪，最终这三位精通于数学、物理和天文知识的顶级专家，依靠着坚持不懈的专注，造就了令人津津乐道辉煌的学术辉煌，最后还一起获得了诺贝尔奖，这似乎就是故事的完美结局。
不和谐的新声音，又有挑战性新理论的提出
可在科学领域，似乎从来就没有最终的大结局！在最新的理论研究中，学术领域，又冒出了一个非常不和谐的新声音：假如，我们的银河系正中心，它不是超级黑洞的话......
那是不是之前，我们所有的推论的错了呢？那是不是意味着，我们的诺贝尔奖，是不是就颁发得早了一点呢？
在天文物理领域，最新兴起的研究——暗物质、暗能量，人们赋予它的理论特性。让一些科研人员，尝试性地用计算模型，把这些物质套进人们之前的黑洞理论。
他们宣称自己的计算模型，居然在数值上，也能体现出惊人的一致！
若银河中心，是一团巨大的、高度密集的，且呈弥散状态的暗物质团块包裹着呢？那之前推论超级黑洞存在的恒星S2和G2，似乎也能与理论计算达成一致......
同时，这个研究小组，也从另一个角度，提出一个更新颖观点：在临界质量之上，假设存在的暗物质团块，它还有可能，也会因为重力的作用，最终坍缩成一个超重黑洞。
这个理论，你是不是觉得有点熟悉呢？
是的，它可能有助于解释超大质量黑洞，在最初的时候，是如何形成的？
因为，对于很多物理天文学家来说，那些超级黑洞的课题，依旧是个摸不着头脑的超级难题。迄今人们还是没有足够的论据，来完全解析明白：它们，究竟是如何，变得如此巨大的？当然，更无从下手，去搞明白，它们在宇宙的最早期，究竟是如何出现、如何在漫长的时间轨迹中一点点形成的。
关于暗物质
目前，相对比较主流的说法，如同黑洞那样，人们迄今还无法直接观测到。但很多物理天文学家，还是坚信：宇宙中，大约有80% 的物质，是暗物质。
最早是1933年，也是美国加州大学的另一个天文学家弗里茨·兹威基，他在计算星系团的质量时候，老是算不对，利用传统的质量引力关系，那些可见光物质计算的总质量，往往只是他理论计算值的1/400，如此巨大的质量差。让大家慢慢建立了一个新理论思维——发光星体的质量只是星系团质量的一小部分，还有很大一部分质量是看不见的或者说是未知的，于是他把这叫做“短缺质量”。
可自此之后，科学家们，从更多的方面，找到了更多的证据证明，在我们所能观察的范围之外，存在着那些远比我们所能看到的物质还要大质量物质的东西，我们是看不到的，所以“暗物质”，这个名词也慢慢被人们广为接受了！
颠覆性新理论？还需大量的质疑与验证
在过去，人们推论暗物质的出现，是因为没有足够的的黑洞，也不存在其他超大质量的、还是我们能观测到其他的天体，所以最后定义了这部分看不到的质量物质为暗物质。
但这次，这个研究小组，用一个非常创新的假设理论，去反推一个值得大家重视的观点：超级黑洞的最大缔造者，会不会是暗物质？
当然，这不是单一的脑洞大开，也有非常庞大的计算数据支撑，并且他们已初步将这颠覆性的新理论，发表在MNRAS的论文库中，以预印本的形式，接受同行们的更多质疑与考量！（预印本，往往是指尚未得到广泛认可，还需同行评审后，才能在权威科学期刊上出版的科学文献的草稿。）