物理學家在實驗室模擬了一個黑洞，然後它開始發光。

一個黑洞模擬可以告訴我們一兩件事，關於理論上由真實物體發射的難以捉摸的輻射。

一群物理學家在 2022 年使用單列原子鏈來模擬黑洞的事件視界，觀察到了我們所謂的等價物霍金輻射？黑洞時空斷裂所造成的量子漲落擾動所產生的粒子。

他們說，這可能有助於解決目前描述宇宙的兩個不可調和的框架之間的緊張關係：廣義相對論，它將重力的行為描述為稱為時空的連續場；和量子力學，它使用機率數學來描述離散粒子的行為。

為了建立一個可以普遍應用的統一量子重力理論，這兩種不相溶的理論需要找到一個相處的方法。

這是哪裡黑洞進來嗎？可能是宇宙中最奇怪、最極端的物體。這些巨大物體的密度如此之大，以至於在距離黑洞質心一定距離內，宇宙中沒有足夠的速度足以逃脫。連光速都沒有。

那個距離，變化的取決於黑洞的質量，稱為事件視界。一旦物體跨越了它的邊界，我們只能想像會發生什麼，因為沒有任何東西返回有關其命運的重要資訊。但在 1974 年，史蒂芬·霍金提出事件視界引起的量子漲落中斷會導致與熱輻射非常相似的輻射。

如果霍金輻射存在，那麼它太微弱了，我們還無法偵測到。我們可能永遠無法將其從宇宙的嘶嘶靜電中篩選出來。但我們可以探究其本質透過創建黑洞類似物在實驗室環境中。

之前已經有人這樣做過，但在 2022 年 11 月，由荷蘭阿姆斯特丹大學 Lotte Mertens 領導的團隊嘗試了一些新的東西。

一維原子鏈作為路徑電子從一個位置“跳躍”到另一個位置。透過調整這種跳躍發生的難易程度，物理學家可以使某些特性消失，從而有效地創造一種幹擾電子波狀性質的事件視界。

研究小組表示，這種假事件視界的影響導致溫度升高，符合等效黑洞系統的理論預期，但只有當鏈條的一部分延伸到事件視界之外。

這可能意味著糾纏跨越事件視界的粒子有助於產生霍金輻射。

模擬的霍金輻射僅在一定範圍的跳躍幅度內是熱輻射，並且是通過模擬一種被認為是“平坦”的時空開始的模擬。這表明霍金輻射可能只在一定範圍內，並且當時空扭曲由於重力而變化時才是熱輻射。

目前尚不清楚這對量子重力意味著什麼，但該模型提供了一種研究霍金輻射在不受黑洞形成的狂野動力學影響的環境中出現的方法。研究人員表示，由於它非常簡單，因此可以在各種實驗裝置中發揮作用。

“這可以為探索各種凝聚態物質環境中的基本量子力學以及重力和彎曲時空提供一個場所，”研究人員寫道。

該研究發表於物理評論研究。

本文的一個版本於 2022 年 11 月首次發布。