证明|黑洞为什么能获得2020年诺贝尔奖？它是怎样被证明的？( 二 ) 证明|霍金|人马座|2020年|诺贝尔

早在上世纪70年代中期，天文学家就通过射电望远镜确定了银河系中心存在一个较强的射电源，因处在人马座里面，因此标记为人马座A*（Sgr A*）。科学家估计那里是一个黑洞，但由于银河系中心附近与地球之间存在大量的星际尘埃，可见光辐射很难穿透出来，对进一步的观测造成极大的困难。
直到20年后的1995年，有两个研究团队同时开展对银心（银河系中心）射电源人马座A*的观测，以确定其天体性质。这两个团队就是今年共同获得诺贝尔物理学奖的根策尔和盖兹团队。
由于无法通过可见光进行观测，盖兹选择了最接近可见光的红外波段进行观测，红外波段是能通过光学望远镜进行观测的最长波段，通过大口径的光学望远镜可以获得人马座A*周围恒星的光谱，而盖兹使用的是位于夏威夷莫纳克亚山上10米口径的凯克望远镜。获得恒星光谱后，就可以利用光谱分析法获得恒星视向速度（又称径向速度）的精确数据。
利用凯克望远镜，她很快发现了一颗短周期的恒星，编号为S0-2，据观测分析它的公转周期约为16年，沿一个椭圆轨道绕中心一个不可见的天体（人马座A*）公转。当它在2002年经过近心点时，距离中心的人马座A*仅120个天文单位（1个天文单位=太阳到地球的平均距离，约为1.5亿公里），而最快时其运动速度高达5000km/s,盖兹团队据此推算出其中心天体人马座A*的质量约为太阳质量的400万倍（这个质量值前后改过好几次，不要在意这些细节……），如果观测无误，在这么小范围内（不到120个天文单位）集中了如此高的质量，而又在红外波段基本看不见，这在理论上似乎只有一种可能——黑洞。
而我们前面说了，是两个团队进行了相同的观测，而他们得到的观测结果是一致的！因此可以认为观测无误，那么结论就是：人马座A*射电源是一个质量约为400万倍太阳质量的超大质量黑洞。而后续更多恒星的观测结果印证了这一点，毫无疑问那就是个黑洞。
所以，其实在盖兹他们发布这个观测结果以后，我认为黑洞已经被证实了。但不知为何，这个重大发现当时并没有像后来的引力波一样马上被授予诺贝尔奖（其实我觉得它本身就是诺贝尔奖级别的重大发现）。也许正因如此，科学爱好者群体里依然流传着黑洞只是一种假说的传言。直到另一次的重大天文发现……
聆听时空的琴弦——双黑洞合并引力波
2015年9月14日，一阵13.4亿光年（410百万秒差距）外发出的时空涟漪拂过地球，在LIGO（激光干涉引力波天文台）位于美国西北海岸的汉福德和南海岸利文斯顿两个相距3000km的真空激光干涉仪几乎同时记录下了这段时空的琴音，两者接收到信号的时间仅相差7毫秒。
根据数值模拟的理论模型比对，这个引力波事件来自两个质量分别为36倍和29倍太阳质量的黑洞合并成一个62倍太阳质量的黑洞过程中所释放的引力波，引力波的总能量约为3个太阳质量，这次引力波事件中没有发现电磁波信号。