科學家實驗室模擬出黑洞 或讓霍金得諾獎

【大紀元2016年08月28日訊】（大紀元記者陳美冶編譯報導）電影《星際迷航》中，真正的黑洞威力無比，可以吞噬整個世界。以色列物理教授史坦豪爾卻創造出了一個能夠捕獲聲音的聲學黑洞，首度驗證霍金輻射理論。

CNN報導，海法（Haifa）以色列理工學院（Israel Institute of Technology）的教授傑夫•史坦豪爾（Jeff Steinhauer）在最新的《自然物理學（Nature Physics）》中發表了他所創造的模擬黑洞研究報告。

史坦豪爾表示，自己是從2009年的另一實驗中受到啟發。現在，他創造出了一個能夠捕獲聲音的聲學黑洞，並用一根長長的管子作為「事件視界」（Event horizon），用於束縛「聲音粒子」——「聲子」(phonons)。

在黑洞中，事件視界是一個清晰的平面或邊緣，進入了事件視界之後，任何光線都無法從中逃脫，因為其中的逃逸速度已經超過了光的速度。他觀察到有些聲子無法逃離黑洞；但有對等的聲子似乎在同時逸出黑洞的「地平線」一一事件視界。

不像《星際穿越》（Interstellar）裡的「大巨人黑洞（Gargantua）」，這些黑洞尺寸只有1/10毫米，而且只能持續2/10秒。

史坦豪爾教授運用透鏡和雷射將原子冷卻到絕對零度（Absolute zero），產生出原子流，也就是玻色 – 愛因斯坦凝聚態物質（Bose-Einstein condensate，簡稱玻色子，BEC ）。這些玻色子進入雷射的真空中，進而引發黑洞現象，創建模擬黑洞。

也就是說，這個實驗可以證實知名物理學家史蒂芬•霍金（Stephen Hawking ） 42年前提出的霍金輻射（Hawking radiation ）理論。

1974年霍金提出理論性預測，表示依量子效應，黑洞會發射精微的黑體輻射。此電磁輻射推測可被一溫度和黑洞的質量成反比的黑體發出。

「逸出黑洞的聲波帶有正的能量；落入黑洞的聲波則帶負能量。」史坦豪爾教授指出它們可被視為一正一反的一組配對偶，「而且是同時發生，這點很重要。」他非常興奮能看到霍金輻射的量子效應在實驗室以聲子（Phonon）的型態展現。

實驗室中的儀表圖像上可由色調細微差別具體呈現這個現象。霍金尚未對此實驗結果發表評論。

幸運的是，史坦豪爾的黑洞並不如我們在電影中看到的真黑洞那麼危險，他的儀器已經重複創造了4000多個黑洞了，我們依然安然存在。

「這不是一個真正的黑洞，只是被仔細觀察的聲波群組。」他笑著解釋 ︰「他們都是波。描述這些聲波的方程式同等於描述聲學黑洞的方程式。因此通過聲波可以證明霍金對光波赫洞的預測。」

如果科學界能夠認可這項實現結果。這將顛覆我們對宇宙的理解一一黑洞並不黑。

史坦豪爾教授表示︰「研究黑洞的主要目的並不只是在於學習黑洞，而是要了解物理上的新規律。此外，物理學也有許多實際的應用研究，多年下來，沒有人知道今天又會有甚麼新發現。」

這或許是個解開宇宙奧密的一大飛躍。

責任編輯：林妍