實驗室創建的類似物提供了新的證據證明這些神秘的太空物體確實會發出輻射。 這個證據是間接的:物理學家已經證明,該類似物具有溫度,這是預測的同名輻射的必要先決條件。。
在下面,黑洞是不可避免的。 它的引力如此之大,甚至連宇宙中速度最快的物質光也無法達到逃逸速度。 因此,廣義相對論下的黑洞不發射電磁輻射。
但根據霍金 1974 年提出的理論,當你將量子力學加入其中時,黑洞確實會發射出一些東西:一種理論類型的電磁輻射,恰當地稱為,。
該理論發射類似於黑體輻射,由黑洞的溫度產生,與其質量成反比。 然而,實際上檢測它說起來容易做起來難。 這種輻射如果存在的話,也太微弱了,用我們現有的儀器是無法發現的。
測量黑洞的溫度也不是一件容易的事。 質量相當於太陽的黑洞的溫度僅為 60 納開爾文。 這它吸收的輻射遠高於它發出的霍金輻射,而且黑洞越大,溫度越小。
提示實驗室類似物。 我們今年早些時候看到一個由光纖製成。 這次,該系統由一簇超冷銣原子組成,溫度僅比絕對零度高幾億分之一度。 這些被稱為。
當這種凝結物開始流動時,它會產生一種稱為聲學黑洞的東西:該物體捕捉聲音(聲子)而不是光(光子)。 在實驗的高能量側,凝結水緩慢流動; 在低能量的一側,它流動得更快。 其間是聲音「事件視界」。
以色列理工學院物理學家 Jeff Steinhauer 及其同事2016年展示,當一對糾纏聲子出現在事件視界時,其中一個會被低速凝聚體推離-這就是霍金輻射的類似物。
同時,高速凝聚態的運動速度比其他聲子更快,因此它會被模擬黑洞吞噬——至少斯坦豪爾的團隊是這麼認為的。 但前面提到的光纖實驗的領導者 Ulf Leonhardt 發現這是一個統計異常,所以團隊回去改進他們的實驗。
他們的新結果再次顯示一個聲子被推進到假設的空間中,而另一個則被假設的黑洞吞噬。 這一次,不確定性的空間要小得多——萊昂哈特似乎非常興奮。
“我衷心祝賀傑夫的工作,這對社區來說是重要的一步,”他告訴《物理世界》。 “這是他應該感到自豪的事情,也是我們都應該作為一篇優秀論文而慶祝的事情。”
但實驗也產生了另一個結果。
諾丁漢大學數學家 Silke Weinfurtner 寫道:“德諾瓦及其同事的工作的主要新穎之處在於他們採用了一種巧妙的檢測方案來提取發射輻射的溫度。”在該論文隨附的社論中。
“作者的發現提供了量子模擬器霍金溫度的第一個證據。”
因此,霍金正確的證據越來越多,但這種檢測模擬黑洞溫度的新方法可以幫助我們更深入地了解黑洞黑洞的。
該研究發表於自然。