黑洞有一個(gè)比光速還大的逃離速度(escape velocity)，由于沒(méi)有東西能夠比它還快，因此沒(méi)有東西能夠逃離黑洞。這是黑洞最簡(jiǎn)單的力學(xué)解釋。可是一旦你加入熱動(dòng)力學(xué)和量子力學(xué)到這個(gè)混合物，事情就變得更混亂了。
有鑒于此，物理學(xué)家史蒂芬霍金(Stephen Hawking)在1974年提出黑洞實(shí)際上不是黑的假設(shè)，反而，它們放射出輻射、損失能量、而且會(huì)隨著時(shí)間萎縮。然而，由于輻射量太小，以至于無(wú)法在天文物理學(xué)上的黑洞被觀察到。因此，我們要如何來(lái)測(cè)試這個(gè)想法呢？
來(lái)自以色列理工學(xué)院(Israel Institute of Technology)的Jeff Steinhauer教授，不只是發(fā)現(xiàn)到一個(gè)方法來(lái)測(cè)試，也在發(fā)表于自然物理學(xué)(Nautre Physics)期刊的一篇新論文中，揭露有史以來(lái)最強(qiáng)烈的證據(jù)。這個(gè)黑洞輻射，現(xiàn)在知道是霍金輻射(Hawking radiation)，是非常真實(shí)的。
Steinhauer建構(gòu)出一個(gè)聽(tīng)覺(jué)黑洞(acoustic black hole)，一個(gè)捕捉器有遠(yuǎn)大于聲音'粒子'(聲子)能量的特定頻率，只能夠以音速移動(dòng)。
Steinhauer教授說(shuō)：「如果在黑洞里有一粒聲子(phonon)，它無(wú)法對(duì)抗流動(dòng)，因?yàn)榱鲃?dòng)的速度比音速還快。就像一個(gè)人嘗試在水流中逆泳，如果水流速度快于游泳的人，游泳的人會(huì)往后而不是向前?！?/span>
這好像是被過(guò)分簡(jiǎn)單化，但它卻是真實(shí)事物非常正確的模型。而且更重要的是，這個(gè)聽(tīng)覺(jué)黑洞被觀察到放射出找尋已久的霍金輻射。
霍金的想法是必要的，因?yàn)橄鄬?duì)論和量子力學(xué)無(wú)法好好地在一起運(yùn)作，而黑洞需要這兩種理論。因此，藉由模擬我們有的一些方程式，針對(duì)它們的特性，有一項(xiàng)持續(xù)且大規(guī)模的調(diào)查。
Steinhauer補(bǔ)充：「黑洞研究的特點(diǎn)在于學(xué)習(xí)相關(guān)的新物理定律，而不是黑洞本身?！?/span>
霍金輻射的觀念來(lái)自于這些模擬之一。每一小段的時(shí)空有能量，而且有時(shí)候那個(gè)能量在交互作用與轉(zhuǎn)回能量之前，能夠突然地轉(zhuǎn)變成一對(duì)粒子與反粒子。如果這一對(duì)粒子與反粒子的產(chǎn)生是發(fā)生在黑洞的事件視界(event horizon)，一顆粒子會(huì)被黑洞的重力捕捉并且掉入，而另一顆粒子則逃脫。
藉由一種被稱為糾纏(entanglement)的特性，被逃脫的粒子會(huì)被連結(jié)到掉進(jìn)黑洞里的同伴。來(lái)自于Steinhauer黑洞的霍金輻射，提供了最強(qiáng)烈的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，霍金輻射是非常真實(shí)的。
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