6月3日消息,據英國每日郵報報導,在第一張黑洞照片證實了愛因斯坦提出的理論之後,科學家開始驗證已故科學家史蒂芬·霍金的研究理論。
在《自然》雜誌上發表的一篇論文中,科學家表示,我們現已證實了霍金的同名理論——「霍金輻射」。該理論假設黑洞從其表面釋放的輻射是由量子物理和重力等多種因素作用下形成的。
為了驗證這一理論,以色列理工學院的科學家轉向聽起來非常瘋狂的科學實驗——在實驗室創造微型黑洞。
由於缺乏能夠遠距離觀測黑洞周圍輻射的科學設備,研究人員使用一種叫做「玻色-愛因斯坦」冷凝態量子材料來模擬黑洞。這種材料是使用雷射捕獲銣物質形成的,類似於黑洞,它會產生一個「不返回點」,除了不消耗光,該物質還會影響聲音。
同樣,像黑洞一樣,聲音作為光的替代物,在遇到「玻色-愛因斯坦」冷凝態量子材料時會有兩種選擇:一種是遠離該材料,另一種是進入該材料,然而一旦進入該材料就無法逃脫。
這項模擬結果與霍金預測完全一致,2016年,這些研究人員已經觀測到霍金輻射的初步證據,而他們的第二個證據,也就是當前進行的這項實驗能夠證實霍金輻射的一些特徵。
在另一項研究中,近期科學家首次成像一個黑洞,獲得黑洞第一張照片,目前科學家最新實驗表明,「霍金輻射」理論是正確的。
在這項最新觀測結果中,關於黑洞類似物熱光譜和產生波長的讀數,兩者都與霍金的預測相符。
研究人員指出,目前通過實驗可以證實霍金的計算都是正確的。我們的發現似乎也支持霍金關於黑洞悖論的理論,即黑洞消耗的物質是否完全消失。
黑洞悖論使廣義相對論與霍金關於量子物理學的發現產生對立,雖然相對論規定能量不能被摧毀,只能被轉移,但是霍金輻射似乎表明能量是可以被消除的。
如何調和這一矛盾仍然是理論物理學家們爭論不休的問題之一,至於霍金輻射,最新實驗為其存在提供了迄今最有力的證據,但仍然缺乏絕對證據,因為從來沒有人在實際黑洞中觀察到該現象。
研究人員表示,他們計劃繼續進行這項實驗,希望在科學分析真實情況之前,能夠更深入地了解輻射如何隨著時間變化。(新浪科技/葉傾城)
什麼是霍金輻射
霍金輻射,是一種關於黑洞的理論。其要旨是:黑洞會放出黑體輻射,這是由史蒂芬·霍金在1972年建立它的數學模型的。霍金輻射的理論能說明如何降低黑洞的質量而導致黑洞蒸散的現象。
霍金輻射(有時也稱為貝肯斯坦·霍金輻射 Bekenstein-Hawking radiation)是由英國物理學家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)所提出的解釋有關黑洞熱力學性能的理論預測。
一般我們認為,光線是不能從黑洞中逃脫出來的,所以從黑洞中製取雷射看起來有悖直覺。但從理論上講,應該會有一些粒子從黑洞的事件視界(event horizon)輻射出來,這就是著名的「霍金輻射」(1974年由霍金預言,但迄今仍沒有觀測到)。