德国团队用激光脉冲在光纤中造出黑洞类比，首次观测到霍金辐射的反作用，发现蒸发是单一步骤的直接过程。
所有人都知道黑洞有去无回。它的引力强大到连光都无法逃脱，一旦越过某个被称为事件视界的距离，任何东西都回不来。但从1974年物理学家Stephen Hawking提出预言开始，学界就认识到黑洞并非完全密封：它会以热辐射的形式缓慢流失能量，这就是霍金辐射。问题在于，辐射带走能量的具体机制，也就是所谓的"反作用"，一直没能被直接观测到。
黑洞研究的困难在于，真正的霍金辐射信号极其微弱，可能被弥漫全宇宙的背景辐射彻底淹没，直接探测在可预见的未来不可能。于是物理学家转向实验室类比：有人用水流模拟时空弯曲，有人用超冷玻色爱因斯坦凝聚体或原子链来重现事件视界的物理。
德国帕德博恩大学的Lorenzo Procopio带领的团队选择了光。他们使用的装置由以色列魏茨曼科学研究所的Ulf Leonhardt在十多年前开发：超快激光脉冲穿过特制的光纤，第一个脉冲改变光纤的光学性质，为紧随其后的第二个脉冲制造出类似事件视界的效果。相关论文发表在Nature上。
此前的实验已经在这个装置上重现了霍金辐射本身，但这一次，研究团队在找更微妙的东西：当霍金辐射把能量带走时，产生辐射的那个系统本身也必须释放等量的能量。这就像你穿着旱冰鞋推别人，别人向前滑的同时你也会向后退，是牛顿第三运动定律的体现。
他们找到了这个反作用信号，而且结果出人意料。过去物理学家认为类比黑洞中的霍金辐射来自一连串复杂的光学相互作用，新数据却指向一个单一、直接的过程。研究团队在论文中写道，只要辐射与等效引力场之间满足双二次方的相互作用，霍金辐射就是一个直接过程，不需要级联。
Procopio表示，这个发现简化了理论框架，也为计算此类系统的效应开辟了新途径，甚至可能阐明霍金辐射在引力场中是如何产生的。如果天体物理中的黑洞也遵循同样简单的机制，那么反作用就能在微观层面详细描述黑洞是如何蒸发的。
这个发现还可能触及Hawking直到2018年最后一篇论文都在思考的问题：信息悖论。如果霍金辐射的产生机制足够简单和直接，那么落入黑洞的信息是否随着辐射逃逸出来，就有了新的讨论基础。当然，在真实黑洞旁边做同样的观测仍然不可能，但如果这个机制在其他类型的黑洞类比中同样成立，就能增强一个信念：研究团队触及了霍金辐射的本质。
原文：https://www.sciencealert.com/physicists-simulated-a-black-hole-in-a-lab-then-it-started-to-evaporate