
科学家创建了一个实验室成长的黑洞类似物,以测试斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)最著名的理论之一 - 它的表现就是他的预测方式。
该实验是通过使用单文件原子链来模拟黑洞的事件范围创建的,它为Hawking的理论增加了进一步的证据,即黑洞应从虚拟粒子中散发出微弱的辐射光芒,从而在其边界附近随机弹出。更重要的是,研究人员发现,应在宇宙怪物的边缘周围产生大多数光颗粒或光子。该小组于11月8日在杂志上发表了他们的发现物理审查研究。
根据量子场理论,没有一个空真空。相反,空间充满了微小的振动,如果充满了足够的能量,则将其随机爆裂成虚拟颗粒 - 粒子 - 抗粒子对,几乎立即彼此灭绝,产生光。 1974年,斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)预测,极端的引力力对黑洞的嘴(他们的事件范围)的感觉将以这种方式召唤到存在。重力,根据爱因斯坦的一般相对论理论扭曲时空,这样,量子场就会越来越多地扭曲,它们越接近巨大的引力拖船黑洞的奇异性。
由于量子力学的不确定性和怪异性,这种扭曲会产生不同移动的时间和随后在整个田间的能量尖峰的口袋。正是这些能量不匹配使虚拟粒子从看起来什么都没有的边缘出现黑洞在歼灭自己之前产生一种称为霍金辐射的微弱光芒。
有关的:黑洞是虫洞吗?
物理学家对Hawking的预测感兴趣,因为它是在物理学的两个宏伟但目前不可调和的理论的极端边界上进行的:爱因斯坦的一般相对论理论,描述了大物体的世界,量子力学,详细介绍了最小粒子的奇怪行为。
但是直接检测假设的光是天体物理学家实现的目标。首先,通过前往黑洞,面临着巨大的挑战 - 最接近的挑战是地球1,566光年- 而且,一旦到达那里,就不会被其巨大的引力吸引。其次,在黑洞周围存在的鹰光子数量被认为很小。在大多数情况下,将被其他产生的效果淹没,例如在黑洞的悬崖上旋转的物质,高能X射线吐口水。
在没有真正的黑洞的情况下,物理学家已经开始在模拟其极端条件的实验中寻找鹰辐射。在2021年,科学家使用了一维的8,000个超冷的,激光覆盖的元素rubidium,一种软金属的原子创建虚拟粒子以沿链的波状激发的形式。
现在,另一个原子链实验也实现了类似的壮举,这次是通过调整轻松的一种电子可以从一个原子跳到下一个原子,从而创建一个黑洞的时空翘曲事件的合成版本。调整了该链条以使其部分落在模拟事件范围之上,研究人员记录了链中温度的尖峰 - 这是模仿该链的结果红外辐射在黑洞周围产生。该发现表明,鹰辐射可以作为位于事件范围两侧的粒子之间的量子纠缠的效果。
有趣的是,只有当啤酒花的幅度从平坦时空的几组配置转变为扭曲的效果时才出现效果 - 这表明霍金辐射需要改变特定的时空能量配置。由于模型不存在黑洞产生的强大重力畸变,因此这对于量子重力理论和潜在的自然产生的实际鹰辐射理论的含义尚不清楚,但是尽管如此,它仍可以对先前未探索的物理学有诱人的瞥见。