【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。
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