從黑洞邊界逃逸英媒：科學家首次發現「霍金輻射」

科技 08-18

核心提示：從黑洞逃逸出來的粒子與它們被拽進黑洞的伴粒子呈量子糾纏態的觀念是霍金輻射的一個關鍵特徵，這一特徵之前從未被觀測到。

參考消息網8月18日報道英媒稱，通常認為，黑洞密度極高，以至於沒有任何東西能夠逃出它的魔爪，甚至連光都無法倖免。雖然名字叫做黑洞，但它們其實並非一片漆黑，而是會發出極其微弱的粒子，這是一種量子輻射。如今，科學家首次在實驗室中觀察到了這一名為「霍金輻射」的量子效應。

英國《每日郵報》網站8月15日報道，1974年，斯蒂芬·霍金宣稱，黑洞不該是完全黑暗的，量子效應意味著應該有射線從其邊界逃逸出來。霍金的理論稱，黑洞應能發射亞原子粒子（被稱為霍金輻射），直至它們的能量被完全耗盡。

報道稱，在1974年的聲明中，霍金闡述了黑洞周圍的強大重力場如何影響粒子和反粒子的配對生成。而根據量子理論，在虛無的太空中，這一幕隨時隨地都在上演。

如果粒子是在黑洞的視界（即黑洞邊界）外創造出來的，那麼配對粒子中的正粒子可能會逃逸——即我們觀察到的黑洞發出的熱輻射，而負粒子可能會被拽回到黑洞中。

在今天出版的《自然·物理學》雜誌的一篇文章中，以色列工學院教授傑夫·施泰因豪爾論證了這一量子效應。利用一個帶有聲音粒子（即聲子）視界的長管子，他製造出了一個聲音的黑洞，而不是通常意義的光的黑洞。

2014年，施泰因豪爾教授發現，視界處不定時會有聲子出現。他最新的研究結果顯示，這些逃逸出來的聲子是相互關聯的配對聲子中的一個，從而證實了霍金輻射的量子效應。

黑洞中的視界是一個界限清楚的表面或邊緣。由於逃逸速度比光速快，因而在視界之後，沒有任何光線能夠逃逸。

利用一種名叫玻色-愛因斯坦凝聚的材料，施泰因豪爾教授創造出了一個聲音黑洞。

早在兩年前的實驗中，他就發現形成聲波的能量確實會像霍金預料的那樣從黑洞中「泄漏」出來。而現在他又向前邁進了一步，他發現這一能量遵循的是量子法則。

在分界線以里的一側，粒子流動的速度超過了聲速，因此沒有聲音粒子能從中逃逸。

「想像你正在往上游，而水流卻以比你快的速度向相反的方向流動，」施泰因豪爾說，「聲子無法到達標誌『視界』的點。」

他將這個實驗重複了4600次，也就是在6天中連續不斷進行實驗。最終，施泰因豪爾觀察到聲子出現的情形。他發現，當他在視界某一邊的某個位置看到一個聲子，其配對的聲子就會出現在視界另一邊的等距位置上。

該現象出現的次數足以令施泰因豪爾肯定地指出，這些聲子是「相關的」。這也是他首次在實驗室中觀察到霍金輻射的量子效應。

從黑洞逃逸出來的粒子與它們被拽進黑洞的伴粒子呈量子糾纏態的觀念是霍金輻射的一個關鍵特徵，這一特徵之前從未被觀測到。因此施泰因豪爾的實驗可謂相當重要。然而由於輻射極其微弱，想要測量從黑洞中發出的霍金輻射是不可能的。

從黑洞邊界逃逸英媒：科學家首次發現「霍金輻射」

圖說：以色列工學院教授傑夫·施泰因豪爾製造出了聲音黑洞（英國《每日郵報》網站）

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