斯蒂芬·霍金首先提出黑洞(圖示)并非全黑,而是會發(fā)出微弱的粒子霧——霍金輻射。現(xiàn)在,科學(xué)家測量了一個在實驗室中制造的聲波黑洞的溫度。
圖片來源:《科學(xué)新聞》 |
據(jù)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,他們首次測量了實驗室制造出來的聲波黑洞(捕捉聲音而非光線)的溫度,結(jié)果與“霍金輻射”理論預(yù)測一致,有望證明該理論的正確性。
霍金輻射理論稱,黑洞并非真的全黑,相反,一小撮粒子會從黑洞邊緣流出,黑洞的溫度取決于黑洞的大小。這種霍金輻射非常微弱,無法在真正的黑洞中被觀察到。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—愛因斯坦凝聚態(tài),并使它們流動。類似于黑洞的引力會捕獲光,流動的原子也會防止聲波逃逸。
研究人員解釋稱,霍金輻射來自量子粒子對。通常,這些粒子會立即相互湮滅。但在黑洞邊緣,如果一個粒子掉進(jìn)去;另一個粒子就會逃逸,產(chǎn)生霍金輻射。在聲波黑洞中出現(xiàn)了類似的情況:成對聲子一個落入黑洞,而另一個逃逸。
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:“這一結(jié)果與霍金理論的預(yù)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。量子力學(xué)認(rèn)為,信息永遠(yuǎn)不會消失;但霍金輻射理論認(rèn)為,逃離黑洞的粒子會慢慢摧毀黑洞的質(zhì)量,經(jīng)過很長一段時間后,黑洞會消失,其內(nèi)的信息也會隨之煙消云散。
研究人員稱,新研究能否幫助科學(xué)家解決信息悖論還是個未知數(shù),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(jié)合起來的名為“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:“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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