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人造聲波黑洞溫度首次測得與“霍金輻射”理論預(yù)測一致

2019-06-04 14:03:03來源：科技日報

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...

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

。”

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

。”

總編輯圈點

人類目前很難直接觀測黑洞，又沒法造出黑洞

，不過

，施泰因豪爾想了個主意——模擬黑洞。他在實驗室造了一個人工吸收聲音的系統(tǒng)

，讓聲音無法從介質(zhì)中逃脫

，這也就是所謂的聲波黑洞。幾年前他就發(fā)現(xiàn)

，從聲波黑洞中逃逸出來的聲子

，是相互關(guān)聯(lián)的配對聲子中的一個，也就是發(fā)現(xiàn)了霍金輻射的聲學(xué)類似物?div id="4qifd00" class="flower right">

，F(xiàn)在

，他又估算出了黑洞的溫度，和霍金的理論預(yù)測非常一致

。類比研究很有意思

，當(dāng)然科學(xué)家還是期待在有更多積累之后，能在真正的黑洞附近測量這些物質(zhì)

。

責(zé)任編輯：孫知兵

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