黑洞猎手，在璀璨星光中凝视黑暗丨直击诺奖(6)

研究者追踪了最明亮的30颗恒星。在距离银河中心半径1光月（也就是光走了1个月的距离）以内，这些恒星移动最快，看起来就像一群忙碌的蜜蜂正在跳舞。而在这块区域之外，恒星沿着它们的椭圆形轨道运行，看起来规矩多了。
其中一颗恒星，被称为S2或S-O2，花了不到16年时间就绕着银河中心转完了一整圈。这个周期短到令人咋舌，也正因为如此，天文学家才能描绘出它的完整轨迹。相比之下，我们的太阳绕着银河系中心走完一圈，要花上2亿多年才行。对了，在我们现在这圈刚开始跑的时候，恐龙还在地球上溜达呢。
星体的轨道表明，有一个不可见但质量很大的物体主宰着它们绕银河系中心旋转的轨道。
理论与观测随行
两个团队的观测结果相互印证，由此得出结论：我们星系中心的黑洞应该有大约400万倍太阳质量，这些质量聚集在相当于我们太阳系大小的区域之内。
我们可能很快就能直接观测到人马座A*。就在一年多以前，事件视界望远镜（Event Horizon Telescope）成功对一个超大质量黑洞周边最近的环境进行了成像观测。那个黑洞位于遥远的M87星系，距我们5500万光年，看起来像一只周围围绕着火圈的超黑眼睛。而人马座A*，就是事件视界望远镜的下一个观测目标。
M87中心的黑洞质量巨大，比人马座A*重了超过1000倍。导致我们最近探测到引力波的那些并合黑洞，质量则要轻得多。引力波信号在2015年的秋天首次被LIGO探测器捕获（2017年获得诺贝尔物理学奖）。而在那之前，引力波只存在于爱因斯坦广义相对论的相关计算当中，就像黑洞一样。
我们所不知道的事情
罗杰·彭罗斯证明了黑洞是广义相对论的直接结果，但在奇点无限大的引力之下，广义相对论不再适用。在理论物理学领域，人们正在进行大量工作来创建量子引力的新理论。这一理论必须要统一物理学的两大支柱：相对论与量子力学。在黑洞内部的极端情况下，两者狭路相逢。
与此同时，实验观测也离黑洞更近了。莱因哈特·根策尔和安德烈娅·盖兹开拓性的工作引领了新一代对广义相对论及其最古怪预言的精确验证。这些测量很有可能也将为新的理论见解提供线索。宇宙仍有很多秘密与惊喜等待人们发现。
编译来源：
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2020/popular-information/
译者：antares，核桃苗，YeYeYe，江笑川，李小葵
原标题：《黑洞猎手，在璀璨星光中凝视黑暗丨直击诺奖》