一项奇怪的新研究表明:黑洞最终将会完全蒸发消失!

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 Connor Feng • 2019-06-24 17:51:09 来源:前瞻网 E1537G0

来源:视觉中国

1974年,斯蒂芬·霍金做出了他其中一有一2个多最著名的预言:黑洞最终会完整版易挥发。

根据霍金的理论,黑洞不要完后该“黑”的,它会向外发射粒子。霍金相信,这种辐射最终会从黑洞吸走足够的能量和质量,从而使黑洞消失。现在,这种理论被普遍认为是正确的,但亲戚朋友 一有一2个多多认为这种理论几乎是不因此被证明的。

物理学家们因此首次展示了这种难以捉摸的霍金辐射——只不过是在实验室里。其实使用亲戚朋友 当前的仪器不要能探测到非常微弱的霍金辐射,但通过使用声波和某些最冷、最奇怪的宇宙物质,物理学家们得以制科学科学发明 一有一2个多模拟辐射黑洞,物理学家们也得以一窥这种辐射。

粒子对

黑洞都并能 产生非常大的引力,甚至以光速运动的光子也无法逃脱。其实太空真空通常被认为是空的,但量子力学的不选折 性表明,真空中其实充满了虚粒子,它们以物质-反物质对的形式再次跳出和消失(反物质粒子的质量与它们对应的物质粒子相同,但电荷相反。)

正常状况下,当一对虚粒子再次跳出后,它们会立即相互湮灭。然而,在黑洞旁边,极端的重力反而会把这对粒子拉开,一有一2个多粒子会射入太空,而一有一2个多粒子则会被黑洞吸收,被吸收的粒子具有负能量,这就降低了黑洞的能量和质量。在吞下足够多的哪几个虚拟粒子日后,黑洞最终会易挥发,而逃逸到太空的粒子则被称为霍金辐射。

这种辐射非常微弱,某些某些亲戚朋友 现在还不因此在太空中观测到它,但物理学家因此想出了非常有创意的土方法去在实验室中测量这种辐射。

视界瀑布

海法以色列理工学院的物理学家杰夫·施泰因豪尔(Jeff Steinhauer)和他的同事们用三种叫做玻色-爱因斯坦凝聚的极冷氯化氯化氢甲烷气体体来模拟黑洞的视界(视界是一有一2个多看不见的边界,任何东西越过视界后都无法逃脱黑洞的引力)。在流动的气流中,亲戚朋友 放置了一有一2个多悬崖,形成了一有一2个多氯化氯化氢甲烷气体体的“瀑布”;当氯化氯化氢甲烷气体体流过瀑布时,它将足够的势能转化为动能,使其流动时延超过音速。

研究人员这么 使用物质和反物质粒子,因此在氯化氯化氢甲烷气体体中使用了一对声子,因此说量子声波。在氯化氯化氢甲烷气体体流动时延太难的那一主次里,声子与氯化氯化氢甲烷气体体的流动方向都并能 相反,向远离瀑布的方向移动,而在流动比较快的氯化氯化氢甲烷气体体中的声子则相反,它被超音速氯化氯化氢甲烷气体体的“黑洞”所困住。

施泰因豪尔在接受采访时表示:“这就像你试图逆流而上,但水流比你游泳的时延要快得多,你其实所有人在前进,但实际上你是在后退。这因此试图抛弃黑洞,但依然被引力往黑洞中心拉的光子。”

霍金预测,发射粒子的辐射因此有连续的光谱波长和能量。他还说,它都并能 用一有一2个多只依赖于黑洞质量的温度来描述。而最近的实验也在声波黑洞中证实了这三种预测。

巴黎南方大学体质理论实验室的理论物理学家Renaud Parentani同样也研究黑洞,但他是从理论方面进行研究。他这么 参与这项新研究,不过跟跟我说:“哪几个实验是一项绝活,这是一有一2个多非常精确的实验。在利用冷原子探测黑洞物理的实验方面,杰夫·施泰因豪尔(Jeff Steinhauer)目前的确领先世界的专家。”

然而Parentani强调,这项研究因此“一有一2个多漫长过程中的一步”。特别是这项研究这么 显示声子对在量子水平上的相关关系,而这是霍金预测的一有一2个多多重要方面。

Parentani说,“故事后该继续,而这不也不始于。”

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