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斯蒂芬·霍金首先提出黑洞(圖示)并非全黑,而是會(huì )發(fā)出微弱的粒子霧——霍金輻射?,F在,科學(xué)家測量了一個(gè)在實(shí)驗室中制造的聲波黑洞的溫度。
圖片來(lái)源:《科學(xué)新聞》 |
據英國《科學(xué)新聞》周刊網(wǎng)站近日報道,以色列科學(xué)家在最新一期《自然》雜志撰文稱(chēng),他們首次測量了實(shí)驗室制造出來(lái)的聲波黑洞(捕捉聲音而非光線(xiàn))的溫度,結果與“霍金輻射”理論預測一致,有望證明該理論的正確性。
霍金輻射理論稱(chēng),黑洞并非真的全黑,相反,一小撮粒子會(huì )從黑洞邊緣流出,黑洞的溫度取決于黑洞的大小。這種霍金輻射非常微弱,無(wú)法在真正的黑洞中被觀(guān)察到。為了制造出聲波黑洞,研究人員將超冷的銣原子冷卻到玻色—愛(ài)因斯坦凝聚態(tài),并使它們流動(dòng)。類(lèi)似于黑洞的引力會(huì )捕獲光,流動(dòng)的原子也會(huì )防止聲波逃逸。
研究人員解釋稱(chēng),霍金輻射來(lái)自量子粒子對。通常,這些粒子會(huì )立即相互湮滅。但在黑洞邊緣,如果一個(gè)粒子掉進(jìn)去;另一個(gè)粒子就會(huì )逃逸,產(chǎn)生霍金輻射。在聲波黑洞中出現了類(lèi)似的情況:成對聲子一個(gè)落入黑洞,而另一個(gè)逃逸。
他們對逃逸聲子和落入黑洞聲子進(jìn)行測量,估算出黑洞的溫度為0.35億分之一開(kāi)氏度。論文作者、以色列理工學(xué)院物理學(xué)家杰夫·施泰因豪爾說(shuō):“這一結果與霍金理論的預測非常一致?!?/span>
在霍金輻射理論提出之后,“黑洞信息悖論”也隨之而來(lái)。量子力學(xué)認為,信息永遠不會(huì )消失;但霍金輻射理論認為,逃離黑洞的粒子會(huì )慢慢摧毀黑洞的質(zhì)量,經(jīng)過(guò)很長(cháng)一段時(shí)間后,黑洞會(huì )消失,其內的信息也會(huì )隨之煙消云散。
研究人員稱(chēng),新研究能否幫助科學(xué)家解決信息悖論還是個(gè)未知數,這一難題的最終解決可能需要一種將引力和量子力學(xué)結合起來(lái)的名為“量子引力理論”。但這一理論不適用于聲波黑洞,因為它們不是由引力產(chǎn)生的。施泰因豪爾說(shuō):“我們必須在真正的黑洞而非模擬黑洞中解決信息悖論?!?/span>
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