以物理學家打造聲音黑洞欲解黑洞蒸發之謎
來源：網絡資源 2009-09-01 15:01:53
探測霍金輻射具有重要意義
加州理工學院宇宙學家肖恩·卡洛爾(Sean Carroll)表示，尋找霍金輻射對物理學來說具有非常重要的意義。卡洛爾在接受《新科學家》雜志采訪時說：“單憑提出霍金輻射存在這一項成就，斯蒂芬·霍金就可以獲得諾貝爾獎。這一假設告訴我們，我們正朝正確的道路邁進。”
霍金的理論提出了有關量子力學如何適用于被引力扭曲的太空環境的一些基本觀點。量子力學的數學基礎則被用于計算宇宙在膨脹期內如何運轉，所謂的膨脹是指太空在大爆炸后不久快速擴張。但利用天文學觀測手段探測霍金輻射并不是一件容易的事情，原因在于：典型黑洞的蒸發因能量更高的輻射源變得暗淡，其中就包括大爆炸的“余輝”宇宙微波背景輻射。
令人興奮的第一步
在利用聲學黑洞探測霍金輻射之前，研究人員仍有很長的一段路要走。據斯蒂恩豪爾研究小組估計，原子進入其裝置的速度大約要提高9倍，才能創造以聲子形態存在的可探測的霍金輻射。加拿大溫哥華英屬哥倫比亞大學的比爾·尤魯(BillUnruh)表示：“探測聲學黑洞產生的聲波絕對是一項艱難任務，但同時也是令人興奮的第一步。”尤魯率先提出利用量子流創造人造事件視界的想法。
對此持贊同態度的科內爾指出，以色列研究小組需要創造更為平穩的“玻色-愛因斯坦”冷凝物流，以測量霍金輻射的微妙跡象。他在接受《新科學家》雜志采訪時說：“他們所做的工作采取了相對較為容易的一種方式。較難的是以一種非常安靜的方式完成這項工作，這樣才能發現對‘玻色-愛因斯坦’冷凝物流所做的所有猛烈事情使其以超音速移動之外所有微小的波動。”科內爾及其同事正在研制他們自己的實驗裝置以制造聲學事件視界。
激光脈沖
其他科學家則希望在實驗室利用光線產生可探測的霍金輻射。2008年，一支研究小組在光學纖維中創造了一個人造事件視界，以研究不同波長光線以不同速度在光纖中移動。實驗過程中，他們讓一個速度相對較慢的激光脈沖穿過光纖。由于脈沖扭曲了光纖的光學性質，當第二個激光脈沖追趕到第一個脈沖時，它的速度減慢并在第一個脈沖類似事件視界的前緣之后被捕獲。
產生一個在天體物理學上可探測的霍金輻射似乎仍舊是可能的。由于黑洞的體積越小，霍金輻射的能量就越大，一些研究人員認為，在美國宇航局2008年發射的費米伽馬射線太空望遠鏡幫助下，在大爆炸之后立即出現的微型黑洞蒸發是可以被探測到的。
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