有一个由声音确认的黑洞确认了鹰辐射吗?

尽管黑洞很可能是一切都落入的空间中的点,甚至光无法逃脱,但我们许多人拥有不断增长的不间断宇宙的图像可能并非如此。Ste

尽管黑洞很可能是一切都落入的空间中的点,甚至光无法逃脱,但我们许多人拥有不断增长的不间断宇宙的图像可能并非如此。斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)并不认为是。他认为,黑洞最终蒸发为逐渐释放的微小辐射,现在称为“霍金辐射”。这样的排放太微弱了,我们无法从很远的地方观察到,但是现在人工实验室创建的黑洞的行为为霍金的理论提供了支持。这个故事没有什么并不有趣的。一方面,这个人造的“黑洞”是由声音制成的。它也内部形成了一些始终的bose-enstein冷凝水。

物理学家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)。

照片:Bruno Vincent/Getty

霍金预测了什么

虽然众所周知,光子无法逃脱黑洞的拉力,但霍金的方程式(绝对无盲的不宽容,建议的“空”空间实际上都充满了虚拟量子物质/反物质对,它们眨眼到存在,并立即互相歼灭,感谢收取相反的电荷,迅速再次眨眼。

霍金提出,当虚拟对在黑洞附近弹出时,它们被黑洞的拉力撕裂了,当物质射入太空时,反物质被吸进了 – 他们是他们不再虚拟,而是真实的粒子。属于反物质颗粒的负电荷会减少吸收其吸收的黑洞的能量和质量,但是,当黑洞摄入足够多的黑洞时,它会蒸发。正负电荷的颗粒现在被称为“霍金辐射”而飞走。它将非常弱,但仍然在那里。Hawking还预测,发射的辐射将表现出连续的热光谱,而不是谨慎的光波长,而不是谨慎的光波长。光谱的温度将由黑洞的质量确定。

测试Hawking理论的部分问题是由物理学家Silke Weinfurtner总结了:

“与鹰辐射(称为鹰温度)相关的温度与黑洞的质量成反比。对于最小的观测到的黑洞,其质量与太阳相似,该温度约为60纳米甲基。因此,鹰辐射会产生一个微小的信号,似乎无法通过观察来验证这种现象。”

物理学家Jeff Steinhauer。

图像来源:技术 – 以色列技术研究所

海法的模拟黑洞

以色列海法技术技术学院的实验物理学家杰夫·斯坦豪尔(Jeff Steinhauer)多年来一直在他的实验室里独自工作,创造了声波并捕获声波的声音。 (他也是鼓手。)加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学的物理学家威廉·乌恩(William Unruh)首先提出了1981年创建声波黑洞复制品,作为一种安全的方式,可以观察恒星版本的行为。 (毕竟,在实验室或附近的任何地方创建一个真正的黑洞可能会导致我们所知道的生命的尽头。)Steinhauer的Black-Hole副本是在Bose-Einstein Condense(BEC)中“构造”的,这是一个非常奇怪的原子冷却至绝对零的温度的物质形式。在这种温度下,可用的能量很少,以至于原子几乎根本没有相互移动,因此整个超流体开始以一个大型的统一原子的表现。在这样的寒冷的冷凝物中,发生了弱量子波动,这些会产生一对纠缠的声子,压缩波,可以产生我们认为是声音的空气压力变化。

Steinhauer使用雪茄形的陷阱仅几毫米,将约8,000个虹膜原子冷却到一个BEC中。内部的声音速度,冷凝水流动的速度从每秒343米降至几乎固定的半毫米每秒。尽管他创建了一个超音速区域,但降低了BEC一个区域的密度,以使原子以每秒1毫米的速度传播 – 至少与凝聚液的其余部分相比,即至少相比。它相对较快的电流淹没并吸引了任何近乎事件的高能声子,因此将它们捕获。 。 Steinhauer报告纠缠了声子对伴随着凝结物事件的范围中的等距,并且表现得像霍金的预测一样:一个被拉过超音速瀑布,被困在超音速区域,另一个逃离了,而另一个则逃离,就像霍金辐射一样,远离它。做。事件视野内外的声子数量中的对称性进一步支持了他们纠缠的开始和最终分离,就像霍金的预测中一样。

最重要的是,聚集的辐射声子确实产生了由系统对重力/质量的类似物确定的热频谱,在此模型中,这是声音速度与BEC流动之间的关系,而不是单个声子之间的关系。声波长。

图像来源:Alex Farias/Shutterstock

类比通常不完美

尽管Steinhauer在他的黑洞类似物中的声音的行为肯定支持了Hawking的假设的合理性,但并不构成证据。他的实验涉及声音和声子,而不是光和光子,并且显然与真实黑洞完全不同,并且比例在量子物理学中确实很重要。尽管如此,它还是令人着迷的。理论的物理学家雷诺·普拉纳尼(Renaud Parentani)热衷于现场科学,“这些实验是巡回演出的力量。这是一个非常精确的实验。从实验方面,杰夫·斯坦豪尔(Jeff Steinhauer)目前是世界领先的专家,他是使用冷原子来探测黑洞物理学的专家。”其他人没有印象深刻。物理学家乌尔夫·莱昂哈特(Ulf Leonhardt)在与大自然的讲话中说,虽然当然,这是一张开创性的论文,”他认为这是不完整的,但部分原因是,斯坦豪尔只能在整个活动中将高能量的声子相关联,而不是”’ t发现低能声子也表现为霍金的预测。此外,莱昂哈特(Leonhardt)担心陷阱内的东西并不是真正的BEC,它可能会产生其他形式的量子波动,看起来像是鹰辐射。

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