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科學家成功制造出人造黑洞,完美模擬黑洞特性,霍金的理論被證實了

网瘾少女 2022/11/07

我們的宇宙用一個字來形容,那就是:大,它似乎被一條無邊無際的地平線包圍著,永遠望不到邊。這種宇宙的無限性掩蓋了人類的存在和其他謎團,比如黑洞。黑洞一直是一個有趣的話題,在黑洞面前,一切都是浮云,都是其囊中之物,只要過了它的邊界,那就是屬于它的了。但是你知道嗎?就是這個神秘的存在現在已經被人類重新創造了,那就是人造黑洞!

許多人可能難以置信,人造黑洞怎麼可能存在!來自以色列理工學院的科學家們已經提出了這個驚人的突破。黑洞是一個獨特的區域,引力過于強大,以至于連光都無法逃脫重力。這里的引力非常強,恒星通常因為死亡而縮小到一個很小的空間內而形成黑洞。說到黑洞,就不的不說到廣義相對論,我們聽過很多關于廣義相對論的知識,你知道它到底是什麼嗎?

廣義相對論表明,一個足夠緊密的質量可以使時空變形,最終形成一個黑洞。黑洞有各種各樣的性質,其中一些性質讓我們在黑洞中感到困惑,比如不可逃逸的邊界被稱為事件視界,想要逃出視界的粒子必須違抗物理定律,以比光速更快的速度運動。

黑洞的行為就像一個黑體,這意味著它不能很好地反射光,因為光都被他吸收了。但不一定全是,關于彎曲時空的量子場論預見到,視界會發出霍金輻射。霍金輻射理論上是由于量子效應從黑洞視界釋放出來的熱輻射,這個理論是以著名的理論物理學家和宇宙學家史蒂芬·霍金命名的,他于1974年提出了一個關于黑洞存在的論點。

史蒂芬·霍金是一位著名的物理學家,他提出了一些我們認為不可能實現的想法,他打破了科學的界限,他的書《時間簡史》打破了記錄,他與一種運動神經元疾病作斗爭,這種疾病導致他癱瘓,直到最后一刻,他才將他所知道的一部分進行交流。

史蒂芬·霍金的理論說,在視界上,黑洞會不斷地發射光子流,他稱這些為虛擬粒子。理論上說,這些粒子產生了柔和而穩定的光流,這一特性類似于恒星的特性。

虛擬粒子是由于瞬態量子漲落而產生的,這意味著這些粒子存在,而且會不斷出現,因此科學家根據這個原理創造了一個人造黑洞,他們到底是怎麼做到的呢?據了解,他們在實驗室設計出一個符合黑洞特性的緊湊版本,它實際上類似于一個浴缸漩渦。

它的作用機制就像水沿著下水道旋轉一樣,這樣可以比作黑洞對物質的吸積,不過這顯然和黑洞無法比擬,而且這不是以色列科學家用來進行他們的微型實驗的方法,所以他們所做的就是將8000個銣原子冷卻到接近零度的絕對溫度,然后用激光束將其捕獲。

這聽起來像科幻電影中的情節,科學家們竟然做到了!在整個過程的第一步中,這種幾乎靜止的奇異物質狀態被稱為玻色-愛因斯坦凝聚態,玻色-愛因斯坦凝聚意味著原子處于密集排列的狀態,它們像一個超級原子一樣同時發生反應。

當繼續下一個過程時,第二束激光產生了一股勢能流,使玻色-愛因斯坦凝析氣像水一樣流動,就像瀑布一樣流動,從而形成一個人造黑洞,形成兩個地方之間的邊界,其中一半的玻色-愛因斯坦凝析氣的流動速度比它流動的速度快,不會比光速快,但比聲速快,而聲速是本實驗使用的介質。另一半緩慢流動的凝析氣被當做人造黑洞的視界。

在此過程中,科學家也一直在尋找聲子對。聲子是什麼?其實聲子是一種激發態,它具有高溫,是原子或分子的彈性排列,特別是在凝聚態中。這通常在固體和一些液體中發現,聲子可以定義為量子聲波,而這里面的聲子是量子光波,因此聲子在活動視界以外的氣體中流動,在速度較快的一半,這些聲子最終會被流動氣體的極端速度所捕獲,而流動氣體的極端速度實際上就像黑洞中的光一樣,在黑洞中,光是介質。

目前該物理學家已經連續124天重復了97000次實驗,證實了霍金輻射。這一革命性的突破證明了霍金是對的,除此之外,科學家還發現,經過一段時間后,發射的輻射強度顯著增加。很顯然,科學家發現了一些意外的收獲。

雖然以色列物理學家成功地用相當多的原子創造了一個實驗室生長的模擬黑洞,但僅僅是模擬,和真正的黑洞相差甚遠。但是這個人造黑洞確實產生了我們在我們這個時代發現的黑洞的特性,這就是我們認為黑洞存在于太空中的方式,他們很好地解決了這個問題。

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