@ 2016.08.17 , 08:52
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霍金辐射有了最强证据

物理学家霍金曾在1974年提出霍金辐射,即从理论上来说少量高能辐射能够逃离黑洞的引力。

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这一假设颠覆了人们的传统认知,毕竟一直以来人们都认为没有东西(包括光)能够逃离黑洞。现在,物理学家终于在模拟黑洞中观察到了霍金辐射。

当然在我们于真正的黑洞附近观察到霍金辐射之前,霍金辐射只是假设而已,不过我们的技术尚没有先进到能做这样的事情。于是物理学家们在声音黑洞中测试了他们的假设。

声音黑洞这一理论于20世纪80年代出现,但它直到2009年才变为现实。声音黑洞由被冷冻在略高于绝对零度之上这一温度中的铷原子构成。在这种情况下,铷原子会进入物质的一种量子态,它们开始变得像彼此的复制品,凝结形成“超级粒子”或者波,这被称作玻色-爱因斯坦凝聚态(Bose-Einstein condensate,简写BEC)。

先前的研究曾证实这些声音黑洞在某些关键的方面可以模拟真正的黑洞,因此它们被当做真正黑洞的绝佳替代品。

以色列理工学院的物理学家Jeff Steinhauer研究声音黑洞至今已有七年,他做了4600次实验,观察到了霍金预测的东西:成对的声子(声音能量包)开始自发地出现在事件视界上,之后一个声子会被推离黑洞进入模拟空间,而另外一个则坠入黑洞内部。

霍金辐射认为宇宙充满了虚拟的混乱粒子,它们转瞬即逝,在接触之时即湮灭彼此,如果它们碰巧出现在黑洞事件视界附近除外。

在这种情况下,一个粒子被吞噬之后,另外一个粒子会辐射到宇宙中。感谢逃离的辐射从黑洞中偷走的能量,随着时间的流逝黑洞的质量也会变小,并最终不复存在。

此时悖论也出现了:根据爱因斯坦广义相对论,所有穿过黑洞事件视界的物质都会被永久吞噬,且永远不会恢复。但根据我们对量子力学的理解,被吞噬的物质不会被永久摧毁,那么到底哪一个才是对的呢?

今年年初,霍金发表了与这一信息悖论有关的解决办法。该办法认为黑洞周围有像柔软长发一样的光晕,它能够储存信息,使得信息不会永久遗失。并非每位专家都信服这样的说法,详细可点击这里

回到Steinhauer及其团队身上,他们连续做了六天声音黑洞实验之后,拍摄到了BEC,并发现逃离的声子实际上与坠入黑洞的声子有纠缠。

他表示:“我们看到高能粒子对纠缠在一起,低能的则没有。我们观察到了霍金辐射的热分布,这证实了霍金提出来的与黑洞热力学有关的预测。”

Steinhauer补充说黑洞事件视界附近的粒子产生的能量很高,因此该模拟也支持防火墙之争(另外一个不同的假设,它认为霍金粒子之间的纠缠解开后,它们的同伴产生的能量足以在黑洞边缘创造出一道切实存在的火焰墙)。

物理学家们需要重复更多实验才能证实这些结果,而只有黑洞边缘的直接观察才能让霍金拿到诺贝尔奖。

该研究被发表在《自然》上。

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本文译自 ScienceAlert,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 22+1

  1. aeolus117
    @1 year ago
    3230147

    194年……..

    [26] XX [0] 回复 [0]
  2. 肌肉桃
    @1 year ago
    3230149

    @aeolus117: 1974来着

  3. 小老虎
    @1 year ago
    3230151

    恩,每一个字都看的懂

    [40] XX [2] 回复 [0]
  4. 嘿嘿嘿
    @1 year ago
    3230153

    我也是被194吸引的

  5. 哈哈哈哈
    @1 year ago
    3230154

    量子理论预言的各种现象看起来简直不切实际,然而实验观测屡次表明我们生活的宇宙确实就是这样,向伟大的科学家们致敬,看看未来还会发现些什么。

    [30] XX [3] 回复 [0]
  6. 3230160

    都是中文,连起来,没有一个字看得懂。

  7. 兔子
    @1 year ago
    3230163

    一种做英文阅读的感觉

  8. 深海守护者林彪
    @1 year ago
    3230166

    黑洞里喷出一个煎蛋

  9. spirta
    @1 year ago
    3230178

    exo me?194年?

  10. 3230183

    坠入的与逃离的有纠缠?那不就代表了观察黑洞内部是有可能的么?

  11. 于是就
    @1 year ago
    3230223

    我只想知道声子是什么

  12. 哈哈哈哈
    @1 year ago
    3230268

    @于是就: 刚才还专门查了一下,百度定义是:声子就是“晶格振动的简正模能量量子”。不是很懂,似乎是量子力学定义的一种和晶格振动有关的量子单元。

  13. 搞啊搞
    @1 year ago
    3230282

    @肌肉桃: 不要解释,霍金是最长寿的

  14. 3230284

    要在黑洞旁观察才能拿诺贝尔奖。哈哈……

  15. looooongcat
    @1 year ago
    3230295

    “该模拟也支持防火墙之争”这里的firewall翻译为“火墙”就行了,因为这里指的并不是计算机里面用来防护的软件,而是黑洞边可能存在的一种现象,边界上纠缠的粒子的纠缠断裂的时候会放出巨大的能量,这些能量堆积在边界上就会形成类似于“燃烧的火焰墙壁”的现象,所以翻译为火墙就行了。P.S.这其实是一个conjecture,用于说明量子力学和相对论分歧。因为按照相对论的观点,在黑洞视界边缘是不会有“特殊”现象出现,而量子力学则预言可能存在一道特殊的“火墙”

    [11] XX [0] 回复 [0]
  16. 汤圆
    @1 year ago
    3230308

    X宝店家隆重推出“霍金辐射”防护衣。

    [10] XX [0] 回复 [0]
  17. 火焰的玉米
    @1 year ago
    3230363

    水印我只服煎蛋

  18. 3230393

    这是“声音黑洞”,又不是黑洞,哪证实霍金辐射了,新闻工作者不要总想搞个大新闻好吗

  19. 浅影
    @1 year ago
    3230409

    古代的时候偶然会发生七大行星连在一起的现象,当时正好战乱频繁,于是就有了“七星连珠”的大胸之罩。

  20. 3230420

    高能的意思就是,当你修炼到了比较高的层次,比如天神的层次,你就可以用一个分身,逃离黑洞的巨大吸引力。当然这个层次比较难达到。

    比较低的层次就是,你修炼到罗汉的级别,虽然离成佛还比较遥远,但一般的力场挡不住你,有技巧可以让你穿过去。这就是量子隧道效应。

  21. 大熊
    @1 year ago
    3230491

    @哈哈哈哈:

    作为物理系大三狗,以下评论我见过向外行人介绍时对声子最形象的解释,但是滑稽的是在煎蛋看到的:
    http://jandan.net/2015/06/02/magnetism.html/page-1#comment-2814501

  22. 逗比
    @1 year ago
    3233434

    什么金,内字念什么来着?

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