科学家成功制造出人造黑洞,霍金的理论被证实了

我们的宇宙用一个字来形容,那就是:大,它似乎被一条无边无际的地平线包围着,永远望不到边。这种宇宙的无限性掩盖了人类的存在和其他谜团,比如黑洞。黑洞一直是一个有趣的话题,在黑洞面前,一切都是浮云,都是其囊中之物,只要过了它的边界,那就是属于它的了。但是你知道吗?就是这个神秘的存在现在已经被人类重新创造了,那就是人造黑洞!

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许多人可能难以置信,人造黑洞怎么可能存在!来自以色列理工学院的科学家们已经提出了这个惊人的突破。黑洞是一个独特的区域,引力过于强大,以至于连光都无法逃脱重力。这里的引力非常强,恒星通常因为死亡而缩小到一个很小的空间内而形成黑洞。说到黑洞,就不的不说到广义相对论,我们听过很多关于广义相对论的知识,你知道它到底是什么吗?

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广义相对论表明,一个足够紧密的质量可以使时空变形,最终形成一个黑洞。黑洞有各种各样的性质,其中一些性质让我们在黑洞中感到困惑,比如不可逃逸的边界被称为事件视界,想要逃出视界的粒子必须违抗物理定律,以比光速更快的速度运动。


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黑洞的行为就像一个黑体,这意味着它不能很好地反射光,因为光都被他吸收了。但不一定全是,关于弯曲时空的量子场论预见到,视界会发出霍金辐射。霍金辐射理论上是由于量子效应从黑洞视界释放出来的热辐射,这个理论是以著名的理论物理学家和宇宙学家史蒂芬·霍金命名的,他于1974年提出了一个关于黑洞存在的论点。

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史蒂芬·霍金是一位著名的物理学家,他提出了一些我们认为不可能实现的想法,他打破了科学的界限,他的书《时间简史》打破了记录,他与一种运动神经元疾病作斗争,这种疾病导致他瘫痪,直到最后一刻,他才将他所知道的交流所需的一部分进行交流。史蒂芬·霍金的理论说,在视界上,黑洞会不断地发射光子流,他称这些为虚拟粒子。理论上说,这些粒子产生了柔和而稳定的光流,这一特性类似于恒星的特性。

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虚拟粒子是由于瞬态量子涨落而产生的,这意味着这些粒子存在,而且会不断出现,因此科学家根据这个原理创造了一个人造黑洞,他们到底是怎么做到的呢?据了解,他们在实验室设计出一个符合黑洞特性的紧凑版本,它实际上类似于一个浴缸漩涡,它的作用机制就像水沿着下水道旋转一样,这样可以比作黑洞对物质的吸积,不过这显然和黑洞无法比拟,而且这不是以色列科学家用来进行他们的微型实验的方法,所以他们所做的就是将8000个铷原子冷却到接近零度的绝对温度,然后用激光束将其捕获。

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这听起来像科幻电影中的情节,科学家们竟然做到了!在整个过程的第一步中,这种几乎静止的奇异物质状态被称为玻色-爱因斯坦凝聚态,玻色-爱因斯坦凝聚意味着原子处于密集排列的状态,它们像一个超级原子一样同时发生反应。当继续下一个过程时,第二束激光产生了一股势能流,使玻色-爱因斯坦凝析气像水一样流动,就像瀑布一样流动,从而形成一个人造黑洞,形成两个地方之间的边界,其中一半的玻色-爱因斯坦凝析气的流动速度比它流动的速度快,不会比光速快,但比声速快,而声速是本实验使用的介质。另一半缓慢流动的凝析气被当做人造黑洞的视界。

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在此过程中,科学家也一直在寻找声子对。声子是什么?其实声子是一种激发态,它具有高温,是原子或分子的弹性排列,特别是在凝聚态中。这通常在固体和一些液体中发现,声子可以定义为量子声波,而这里面的声子是量子光波,因此声子在活动视界以外的气体中流动,在速度较快的一半,这些声子最终会被流动气体的极端速度所捕获,而流动气体的极端速度实际上就像黑洞中的光一样,在黑洞中,光是介质。

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目前该物理学家已经连续124天重复了97000次实验,证实了霍金辐射。这一革命性的突破证明了霍金是对的,除此之外,科学家还发现,经过一段时间后,发射的辐射强度显著增加。很显然,科学家发现了一些意外的收获。虽然以色列物理学家成功地用相当多的原子创造了一个实验室生长的模拟黑洞,但仅仅是模拟,和真正的黑洞相差甚远。但是这个人造黑洞确实产生了我们在我们这个时代发现的黑洞的特性,这就是我们认为黑洞存在于太空中的方式,他们很好地解决了这个问题。

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页面更新:2024-03-01

标签:霍金   黑洞   爱因斯坦   科学家   以色列   物理学家   量子   粒子   视界   原子   理论

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