“以色列科学家模拟黑洞霍金辐射 或并非只进不出”

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利用超冷流体封闭声波，以色列科学家在实验室制造了发出霍金辐射的黑洞。 霍金辐射是通过量子力学效应对能够从黑洞中脱出的粒子进行的预测。 刊登在《自然物理学》杂志上的这一重要成果，希望有一天能对黑洞的“新闻悖论”问题的处理有所帮助——物理学家斯蒂芬·霍金在40年前说，黑洞并不完全是黑色的，只需要少量的辐射就能成为黑洞。 问题就出在这里。 被编码为辐射的新闻也能一起逃脱吗？

黑洞不暗，粒子可能会脱出

量子理论认为，能量的大幅波动有可能瞬间发生。 也就是说，宇宙的真空不是空，而是发生波动，瞬间空产生表里的一对虚粒子，然后相互消失，瞬间消失，符合能量守恒 如果一对粒子和一对反粒子出现在黑洞的视界，也就是黑洞的边缘附近会怎么样？

黑洞因“只是不能进入”而闻名，重力强大到连光都无法逃脱。 但是，根据霍金的推测，不仅粒子对一起消失或一起落入黑洞，粒子对也会分离，一个被黑洞吸入，另一个用霍金辐射的方法逃脱。 从外界来看，这就像黑洞释放粒子一样，这个理论也极大地改变了对黑洞的认识。

但是，天体物理学家至今尚未检测到来自宇宙黑洞的霍金辐射。 验证霍金理论的另一个方法是在实验室模拟视界。

在实验室“禁锢”声波，示范类霍金辐射现象

为此，以色列理工大学的物理学家杰夫·斯坦威尔率领团队开始了实验室的研究。 根据《自然》杂志的网站，他们将铷原子的团冷却到比绝对零度低十亿分之一摄氏度。 在这样的低温下铷原子排列紧密，表现为单一流动的量子物体，更便于研究者操作。 即使在低温下，这种玻色―爱因斯坦凝聚态的流体也可以提供无声的介质，使量子波动产生的声波通过。

其次，斯坦·夏威夷使用激光操作超冷流体，使之比音速快。 就像游泳的人在水中对抗强水流一样，声波也朝着流体的方向前进一样，“被困住”。 超冷流体也因此成为了万有引力视界的替代物。

在实验室的真空中，突然出现的声波和突然消失的声波正好可以模拟真空宇宙的粒子——反粒子对。 这一对声波越过了声音视野，相当于在演示霍金辐射。 为了将这些声波放大到可以被探测器捕捉到的程度，斯坦威建立了第一个声音视界内的第二个声音视界，调整了超冷流体以防止声波通过第二个视界反弹。 声波反复撞击周围最初的视界，形成越来越多的声波对，放大到霍金辐射可以检测的水平。

不完全一致，但最近

一些研究人员认为，目前还不清楚斯坦·夏威夷花5年完成的这个实验室模型与霍金辐射的模拟有多接近。 斯坦威放大了声波，但只检测到辐射的一个频率，不确定预测的真正霍金辐射是否具有不同的频率强度。 斯坦壁目前正在研究人造黑洞而不放大声波辐射，并改进技术以讨论黑洞的“新闻悖论”问题。

该研究也有助于物理学家将量子力学理论框架中未规范的自然界唯一力量万有引力和不兼容的量子理论与万有引力协调起来。 霍金辐射是量子力学和广义相对论相结合的产物，一个体制黑洞有可能提供研究如何“结婚”两者的机会。

英国赫勒瓦特大学的实验物理学家丹尼尔·法乔说，斯坦威的研究“可能是最有力和最确定的证据”，表明实验室模型可以在广义相对论和量子力学之间模拟现象。 年，法乔的团队报告称，检测到了类似霍金辐射的现象，但后来承认，他们看到的其实是另一种不同的现象。

美国马里兰大学的物理学家泰德·雅各布森在1999年指出，类霍金辐射现象可以在实验室中发现，但迄今为止，利用声音的实验来了解黑洞仍然是“没有影子的事情”。 对雅各布森来说，这个新实验的价值是探索超冷原子的物理现象。

加拿大不列颠哥伦比亚大学的理论物理学家威廉·昂鲁认为，即使这种声波辐射与霍金辐射不完全一致，在检测霍金辐射方面也是“最近的”。

:刘芳艺