霍金輻射由物理學家斯蒂芬·霍克(Stephen Hawking)提出,霍金輻射描述了少量的高能輻射,從理論上講,這些輻射可以從理論上逃脫黑洞的重力。
該假設與傳統的觀點背道而馳,即什麼都沒有,甚至沒有光,可以逃脫一個黑洞,現在,物理學家終於在模擬的黑洞中觀察到了鷹輻射。
需要明確的是,Hawking的假設將仍然存在,直到我們實際上可以在現實生活中觀察到霍金的輻射,但我們的技術還不夠進步,現在不足以做到這一點。
取而代之的是,物理學家在實驗室中創建的黑洞模擬上測試了他們的假設 - 不是基於光,而是基於聲音。
這些聲學或“愚蠢”的黑洞是在1980年代提出的,但直到2009年才真正建造,是通過將rubidium原子冷卻至絕對零以上的數十億分之一的數量來形成的。
在這一點上,原子進入了物質的量子狀態,在那裡它們開始像彼此的克隆一樣行為,團結起來形成“超顆粒”或波浪,稱為bose-內施泰因冷凝物(BEC)。
先前的研究已經表明,這些聲學黑洞(還需要一堆鏡子,激光器,鏡頭和磁線圈)實際上確實以某些至關重要的方式模仿了真實黑洞的行為,因此被認為是一個很好的替代品。
海法以色列理工學院的物理學家傑夫·斯坦豪(Jeff Steinhauer)已經在他的聲學黑洞上工作了七年,並最終將其完善到他可以準確地模擬粒子在他的黑洞上的邊緣或事件視野的表現。
令人難以置信的是,當他經營實驗4,600次時,他看到的正是霍金所預言的:sound)開始自發地出現在活動視野中,然後將一個人從黑洞推動到模擬空間中,而另一個則留在內部。
如果您需要一些複習鷹輻射,該假設全都包裹在臭名昭著的理論物理學中,稱為黑洞信息悖論。
霍金輻射提出,宇宙充滿了虛擬的糾纏顆粒,這些粒子在接觸時就會眨眼,眨眼,彼此消滅 - 除非它們恰好出現在黑洞事件範圍的兩側。
在這種情況下,一個粒子被吞噬,另一個粒子輻射到太空中。
得益於這種逃避的輻射從黑洞竊取能量,黑洞隨著時間的流逝而失去質量,並最終蒸發出了存在 - 獲取有關它吞噬的所有信息。
因此,悖論是這樣的:根據愛因斯坦的相對論一般理論,跨越黑洞事件範圍的一切都永遠吞噬了,永遠無法檢索。但是,根據我們對量子力學的理解,關於吞嚥物質的信息永遠不會被完全破壞,那麼哪一個是正確的?
今年早些時候霍金(Hawking)為信息悖論發表了一個“解決方案”,該信息悖論並沒有說服該領域的每個人,但基本上暗示黑洞實際上可能會有周圍的“柔軟的頭髮”光環,它們能夠存儲信息,因此它不會完全丟失。您可以在此處閱讀有關此信息的更多信息。
因此,現在回到Steinhauer及其團隊。在進行聲學黑洞實驗六天后,研究人員拍攝了BEC和SHO的照片星期三逃脫的聲子實際上是“糾結的”,這些聲子陷入了困境。
“我們看到高能對糾纏在一起,而低能對並沒有。”他在有線。
“我們觀察到鷹輻射的熱分佈,該輻射受到量子真空波動的刺激,並從模擬黑洞散發出來。這證實了霍金在黑洞熱力學上的預測。”
Steinhauer補充說顆粒令人興奮的事件範圍產生瞭如此多的能量,模擬也支持防火牆的爭議- 一個單獨的假設,表明霍金顆粒及其伴侶之間的糾纏破裂可以產生足夠的能量,以在黑洞的邊緣產生實際的火焰壁。有關此假設的更多信息。
將需要更多的複制和確認來證明結果 - 有人懷疑他們創建的BEC實際上是一個真正的bec - 只有真實的直接觀察將把霍克打入諾貝爾獎。但是Steinhauer和他的團隊確實可以在這裡做一些事情。
“您正在探究這一重力功能,很難用真正的黑洞進行實驗探測,”加的夫大學物理與天文學學院的教授斯蒂芬·費爾赫斯特(Stephen Fairhurst)不參與研究在BuzzFeed告訴Tom Chivers。
“我不確定這些事情如何教會我們有關量子重力的知識,但這肯定是下一個目標 - 看看我們如何將其轉化為相對論。”
結果已在自然物理學。