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“比自然界最微小的尺度还要小”:物理学家用光制造了一个黑洞,并用它来测试斯蒂芬·霍金难以捉摸的辐射理论
科学家们通过在实验室中利用光制造微型黑洞,在霍金辐射物理学方面取得了突破性发现。
来源:LiveScience物理学家已经从一根光纤中诱出了黑洞最著名的光芒,并首次观察到光线在产生它的模拟黑洞上发生反应。
研究小组在一项新研究中表示,这一结果让研究人员能够难得地亲眼目睹霍金辐射(斯蒂芬·霍金预测应该从黑洞中泄漏出来的微弱热辐射),并提供了关于原则上可以使真正的黑洞缓慢蒸发的微小推力的第一个线索。
通过光纤桌面实验,国际团队检测到了辐射及其长期寻找的“反向反应”——辐射反馈能量并重塑产生它的物体的方式。
根据 7 月 1 日发表在《自然》杂志上的这项新研究,光的表现与霍金预测的完全一致:就像温暖物体的光芒,具有一定的温度和光谱,随着频率的升高而逐渐消失。即使在教科书上对黑洞的通常描述不成立的情况下,它仍然如此。
信息图解释了霍金辐射的工作原理,这与广义相对论的预测相反。
(图片来源:ALAIN BOMMENEL、VALENTINA BRESCHI、WILLIAM ICKES,来自 Getty Images)
三大理论的碰撞
霍金辐射之所以著名,是因为它处于物理学最伟大思想的十字路口。
“雅各布·贝肯斯坦预测黑洞具有熵和温度,霍金计算了黑洞的热辐射,”研究合著者、以色列魏茨曼科学研究所的物理学家乌尔夫·莱昂哈特通过电子邮件告诉《生活科学》。 “在霍金-贝肯斯坦辐射中,量子物理学、广义相对论和热力学结合在一起——这些学科通常是相互冲突的。”
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(图片来源:Bryan Bedder / Stringer via Getty Images)
