2020的諾貝爾物理學獎得主—–Reinhard Genzel

2020的諾貝爾物理學獎,有一半頒給了Roger Penrose,他以精闢的數學方法,證實廣義相對論能證明黑洞的存在;另一半則頒給了德國物理學家Reinhard Genzel與美國物理學家Andrea Ghez,他們的研究團隊以精密的設備與儀器和最尖端的觀測紀錄,發現了我們的銀河系中有一個大小小於太陽系,但質量為太陽的四百萬倍的質量中心,透漏了銀河系中心似乎存在著一個超級大黑洞的可能。究竟這群科學巨擘們是如何爬上巨人的肩膀上的呢?究竟他們是如何進入殼學的最高殿堂呢?就讓我們來看看其中一位得主,Reinhard Genzel的故事。

撰文/臺大物理系學生 李翊銓

Reinhard今年68歲,儘管他現在是一位世界聞名的宇宙物理學家,他的童年求學經歷卻是沉浸在考古學與歷史學的學海中。他在德國佛萊堡的一所人文學校專精於拉丁文與希臘文九年之久。真正帶著他進入科學世界的是他的父親­----Ludwig Genzel。他的父親是當代非常有名的光譜學與固態物理學家。圍繞著人文的素養與科學家庭的薰陶,Reinhard博士在童年接受了多元的教育。真正令Reinhard博士下定決心進入物理學領域,是在16歲時他的父親給予的啟發,Ludwig Genzel博士向他的兒子示範了如何用基本的光學儀器打造出精巧的光譜儀,這深深激發了Reinhard博士,從此以後他便立志成為一個實驗物理學家,同時也對他未來研究干涉學、光譜學、宇宙學留下了深遠的影響。有趣的是,Reinhard博士並不只是一個我們傳統上想像的物理學家,他為了維持身體與心理上的平衡,在讀書之餘也從事高強度運動,此外,他不但曾經是學校手球校隊的隊員,也是德國最優秀的少年擲標槍選手之一,更曾一度接受1972年慕尼黑奧運有關田徑項目的的訓練,可說是文武雙全。

1978年,26歲的Reinhard 在波恩大學得到了他的博士學位,在此之前,1976年他與在在德國修習藥學的Orsolya Boroviczény結婚,也在1979年誕下他們的第一個女兒。並且也1978在德國首屈一指的研究機構----馬克斯‧普朗克研究所中的新創機構----無線電天文學部門,發表了有關電波天文學的論文,同時也接觸到了當時最新的巨型望遠鏡,那是對一個年輕學子來說一個非常難得的機會。之後便在哈佛‧史密斯物理天體中心就職,並在1980到1982擔任了全球首屈一指的青年科學家的米勒研究員。從1981至1986年則擔任了加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)的物理系教授正職,那時他還不到三十歲。受到了諾貝爾獎得主Townes的研究啟發,Reinhard博士在擔任物理教職的同時,也投身於紅外線光譜儀的研究。自1986年離開了加州大學,他成為了馬克思‧普朗克研究所地球外物理部門的主任(the a director at the Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)。1988年時他成為了慕尼黑大學的榮譽教授,也在慕尼黑大學授課。現在他也是邵逸夫獎天文學獎頒發的評議委員。並在今年,也就是2020年,榮獲了全球物理學領域的標竿獎項----諾貝爾物理學獎。Reinhard Genzel博士從童年開始便沉浸在科學中,並畢生奉獻於科學研究,無愧為本年度諾貝爾物理學獎得主之一。

追尋著宇宙的志趣

從擔任布魯克林的教職起,Reinhard博士一直追尋著一個問題:「活躍星系核是否像港口的船隻一樣,環繞著黑洞」,再根據諾貝爾獎得主Townes博士的團隊的研究,該研究顯示了在銀河系的中央有一個巨大的質量,大約是400萬個太陽那麼重,並且比起想像中更緊密,暗示著我們的銀河系,以及其他的星系中心可能存在著一個巨大的黑洞。到了在馬克斯‧普朗克研究所研究的時期,Reinhard博士及他的研究團隊,為了確認銀河系中心的巨大質量與星系及早期宇宙的演化,以及巨大黑洞的假說,他們發展出了一系列高精密、高解析、且更為強力的紅外線光譜儀器與尖端的光學技術。這些技術使得他們更精確地觀測辦人馬座A*的周圍,更清楚地瞭解我們的宇宙。在經過20多年的研究,Reinhard博士最終確認了假說,並斷定了我們的銀河中確實存在一個巨大的質量中心,無庸置疑地,那巨大、濃縮的質量便是黑洞。

一通來自斯德哥爾摩的電話

那對Reinhard博士來說是個平凡無奇的一天,當時他正在開著視訊會議,忙於工作與研究。一通來自斯德哥爾摩的電話劃破了辦公室的寧靜,電話裡的人告訴了他,他得到了全球物理學界的最高榮譽「諾貝爾物理學獎」,驚喜般的訊息使得他激動地喜極而泣,「就像電影情節一樣」他說道。多年的研究受到肯定令他感動不已。在諾貝爾獎得主的訪談中他也不將功勞全歸功於自己,而是將重點放在自己的團隊上,更提及了啟發了他的啟蒙恩師,Townes博士。對於眾人來講,諾貝爾獎是一個學術領域裡最至高無上的榮耀與對自身研究奉獻的肯定,但對Reinhard來說這份獎賞大概只是學術研究的一個里程碑,他將繼續站在巨人的肩膀上,帶領著我們領略更為高深的宇宙新發現。未來,他的學思經歷與研究成果勢必能啟發更多的人,啟發我們去發現,也啟發我們去學習更多的新知。

 

參考資料:

維基百科https://en.wikipedia.org/wiki/Reinhard_Genzel

Reinhard Genzel, Autobiography of Reinhard Genzelhttps://www.shawprize.org/prizes-and-laureates/astronomy/2008/autobiography-of-reinhard-genzel,2009

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