從1964年羅傑·彭羅斯（Roger Penrose）步行上班的那一天到2020年10月6日早上在淋浴間響起手機的那一刻之間，時間已經流逝了很長時間。那時，他的走路被“有些奇怪”打斷了。 ”他在昨天告訴美聯社的那一刻，大約是在他對方程式有了第一眼的見識的那一刻，這最終使他出名。肯定是另一種興高采烈的方式，他昨天接聽電話，得知那些相同的方程式（這是第一個證明存在黑洞的方程式）已經獲得了89歲的牛津大學數學物理學家的2020年諾貝爾獎在物理學。

彭羅斯並不孤單使他高興。今年還獲得榮譽的是來自加利福尼亞大學洛杉磯分校的55歲的天文學家Andrea Ghez；和德國馬克斯·普朗克研究所（Max Planck Institute）現年68歲的萊因哈德·根澤爾（Reinhard Genzel）研究了無論如何對人類來說最重要的黑洞：位於銀河系中心的超大質量射手座A *。

諾貝爾物理學委員會主席戴維·哈維蘭德（David Haviland）在宣告中說：“今年獲獎者的發現為研究緊湊和超質量物體開闢了新天地。” “但是這些奇異的物體仍然提出了許多問題，以求答案並激發未來的研究。”

過去的很多研究都使Penrose贏得了認可-但這項研究是隨後許多黑洞科學的先決條件。與對異域物理學的許多其他見解一樣，彭羅斯的工作之路直通阿爾伯特·愛因斯坦。1915年，愛因斯坦發展了他的廣義相對論。第二年，他推測，他發現的物理學至少在理論上可以支援超稠密物體（例如，一顆坍塌的恆星）的思想，並具有引力，因此即使光線也無法逃脫。在這樣一個尚未被稱為黑洞的天體之內，常規物理學和我們所知的自然定律將會崩潰。

這是一個很不錯的主意，但1955年去世的愛因斯坦本人並不確信存在黑洞。在稀有的黑板方程式世界中，它們是有道理的，但在宇宙本身更為混亂的境界中，可能不存在使星體如此整齊地塌陷的條件。愛因斯坦去世九年後，彭羅斯（Penrose）走上班，開始考慮“在這種情況下，所有這些材料都在周圍塌陷，這會是什麼樣子，”他告訴美聯社。“那是密度和曲率達到無窮大的地方。您希望物理學變得瘋狂。”

也許是瘋狂的，但在一年之內，彭羅斯（Penrose）設定了物理原理，釋出了一套全新的方程式，將肌肉置於愛因斯坦留下的理論骨骼上，從數學上證明了黑洞可能存在於現實中，而不僅僅是理論上的黑洞。非常聰明的物理學家的大腦。

哥倫比亞大學最暢銷的作家兼理論物理學家布萊恩·格林（Brian Greene）告訴《時代》雜誌：“彭羅斯（Penrose）使物理學家相信，愛因斯坦的數學掛毯中緊密地編織著黑洞。” “在他被發現之前，許多人想象黑洞只能在高度理想化的條件下形成，而在現實世界中可能永遠不會發生。彭羅斯（Penrose）對這種可能性採用了數學大錘，並確定在相當普遍的情況下，應該形成黑洞（根據數學計算）。自這些突破以來已經過去了將近半個世紀，因此這種認可是當之無愧的，而且早就應該這樣做了。”

蓋茲（Ghez）和根澤（Genzel）的工作肯定是較新的，但即使是他們也開始了一段時間，直到1990年代中期才對射手座A *進行獨立調查。當時，人們懷疑銀河系中央一個超大質量黑洞的性質，甚至是存在性。相反，正如諾貝爾委員會所稱讚的那樣，最好的天文學家可以說的是，“有一個非常重的看不見的物體拉動一顆星星，使它們以令人眼花zz亂的速度奔波。” 不完全是決定性的東西。

兩位研究人員迅速將自己確立為競爭者-蓋茨（Ghez）使用位於智利阿塔卡馬沙漠中的歐洲南部天文臺在Genzel的夏威夷凱克望遠鏡進行研究。慢慢地，他們倆都開始揭開射手座A *的奧秘。紅外成像使他們能夠穿透一些遮蓋黑洞的灰塵和氣體。言歸正傳，他們不得不面對地球大氣層的扭曲效應。他們首先透過斑點成像解決了這個問題，本質上是短曝光快照，可將影象凍結在適當的位置。後來，他們使用了依賴於畸變校正鏡的自適應光學器件。

最終，他們的競爭帶來了共同的回報，因為他們成功地觀察了成千上萬顆繞銀河系中心旋轉的恆星的路徑，精確地繪製了其中30顆的軌道。他們的發現使他們能夠測量人馬座A *，計算得出它的重量約為太陽質量的400萬倍。

格林說：“ Genzel和Ghez率先提供令人信服的觀測證據，證明黑洞確實存在，並且巨大的黑洞位於我們銀河系的中心。” “以如此驚人的精確度凝視我們銀河系的中心是一項英勇的壯舉，這證明愛因斯坦的數學方法可以明亮地闡明現實。”

蓋茲（Ghez）也因另一個原因而傑出：她是自1901年以來第四位獲得諾貝爾物理學獎的女性。在天文學和理論物理學領域，越來越多的女性正在蓬勃發展，但是她們的工作被人們認可得太慢了。格林說：“安德里亞·蓋茨（Andrea Ghez）一定會激發許多女孩跟隨他們對了解宇宙的熱情，毫無疑問，其中一些人有一天會跟隨她的腳步前往斯德哥爾摩。” 毫無疑問，這將是今年物理學獎的有力推動力。科學上的紅利已經證明了自己。