黑洞可能并非“只进不出”(2)

  接下来,斯坦豪尔利用激光操控超冷流体,使其速度快于音速。就像游泳的人在水中对抗着强大的水流,声波也要逆着流体的方向前进,如同被“困住”一样。超冷流体也因此变成了一个万有引力视界的替代物。

  在实验室真空中,一道突然出现的声波和一道突然消失的声波,正好可以模拟真空宇宙里的粒子—反粒子对。而那些跨越这个声音视界的声波对,就相当于在演示霍金辐射。为了将这些声波放大到足以被探测器捕捉到,斯坦豪尔在第一个声音视界内建立了第二个声音视界,同时调整超冷流体,使声波不能通过第二个视界并被反弹回来。由于声波反复撞击外围的第一个视界,更多的声波对被创造出来,从而将霍金辐射放大到可被检测的水平。

  虽无法完美匹配,但却是最接近的

  有些研究人员认为,这个让斯坦豪尔耗时5年才完善的实验室模型到底有多接近于模拟霍金辐射,目前还不清楚。虽然斯坦豪尔对声波进行了放大,但他只检测到了辐射的一个频率,因而无法肯定其是否拥有预测中的真正的霍金辐射所拥有的不同频率强度。斯坦豪尔目前正在改进技术,以便无需放大声波辐射就能研究他的人造黑洞,进而探讨黑洞“信息悖论”问题。

  这项研究也有助于物理学家在不相容的量子理论与万有引力之间取得协调,万有引力是自然界中唯一没有被量子力学理论框架规范的力。霍金辐射是量子力学和广义相对论相结合的产物,而一个人造黑洞有可能为研究如何让二者“联姻”提供一个机会。

  英国赫瑞瓦特大学实验物理学家丹尼尔·法乔称,斯坦豪尔的研究“可能是最强大、最明确的证据”,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。2010年,法乔的团队报告说,他们探测到了与霍金辐射类似的现象,但此后又承认他们看到的其实是另一种不同的现象。

  美国马里兰大学物理学家泰德·雅各布森在1999年就指出,类霍金辐射现象可在实验室中被观察到,但他表示,到目前为止,利用声音实验来了解黑洞仍然是“没影儿的事”。在雅各布森看来,这项新实验的价值在于探索超冷原子的物理现象。

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