物理學(xué)家霍金曾在1974年提出霍金輻射，即從理論上來說少量高能輻射能夠逃離黑洞的引力。
這一假設(shè)顛覆了人們的傳統(tǒng)認(rèn)知，畢竟一直以來人們都認(rèn)為沒有東西(包括光)能夠逃離黑洞?，F(xiàn)在，物理學(xué)家終于在模擬黑洞中觀察到了霍金輻射。
當(dāng)然在我們于真正的黑洞附近觀察到霍金輻射之前，霍金輻射只是假設(shè)而已，不過我們的技術(shù)尚沒有先進(jìn)到能做這樣的事情。于是物理學(xué)家們在聲音黑洞中測試了他們的假設(shè)。
聲音黑洞這一理論于20世紀(jì)80年代出現(xiàn)，但它直到2009年才變?yōu)楝F(xiàn)實。聲音黑洞由被冷凍在略高于絕對零度之上這一溫度中的銣原子構(gòu)成。在這種情況下，銣原子會進(jìn)入物質(zhì)的一種量子態(tài)，它們開始變得像彼此的復(fù)制品，凝結(jié)形成“超級粒子”或者波，這被稱作玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)(Bose-Einstein condensate，簡寫B(tài)EC)。
先前的研究曾證實這些聲音黑洞在某些關(guān)鍵的方面可以模擬真正的黑洞，因此它們被當(dāng)做真正黑洞的絕佳替代品。
以色列理工學(xué)院的物理學(xué)家Jeff Steinhauer研究聲音黑洞至今已有七年，他做了4600次實驗，觀察到了霍金預(yù)測的東西：成對的聲子(聲音能量包)開始自發(fā)地出現(xiàn)在事件視界上，之后一個聲子會被推離黑洞進(jìn)入模擬空間，而另外一個則墜入黑洞內(nèi)部。
霍金輻射認(rèn)為宇宙充滿了虛擬的混亂粒子，它們轉(zhuǎn)瞬即逝，在接觸之時即湮滅彼此，如果它們碰巧出現(xiàn)在黑洞事件視界附近除外。
在這種情況下，一個粒子被吞噬之后，另外一個粒子會輻射到宇宙中。感謝逃離的輻射從黑洞中偷走的能量，隨著時間的流逝黑洞的質(zhì)量也會變小，并最終不復(fù)存在。
此時悖論也出現(xiàn)了：根據(jù)愛因斯坦廣義相對論，所有穿過黑洞事件視界的物質(zhì)都會被永久吞噬，且永遠(yuǎn)不會恢復(fù)。但根據(jù)我們對量子力學(xué)的理解，被吞噬的物質(zhì)不會被永久摧毀，那么到底哪一個才是對的呢？
今年年初，霍金發(fā)表了與這一信息悖論有關(guān)的解決辦法。該辦法認(rèn)為黑洞周圍有像柔軟長發(fā)一樣的光暈，它能夠儲存信息，使得信息不會永久遺失。并非每位專家都信服這樣的說法，詳細(xì)可點擊這里。
回到Steinhauer及其團隊身上，他們連續(xù)做了六天聲音黑洞實驗之后，拍攝到了BEC，并發(fā)現(xiàn)逃離的聲子實際上與墜入黑洞的聲子有糾纏。
他表示：“我們看到高能粒子對糾纏在一起，低能的則沒有。我們觀察到了霍金輻射的熱分布，這證實了霍金提出來的與黑洞熱力學(xué)有關(guān)的預(yù)測?！?/p>
Steinhauer補充說黑洞事件視界附近的粒子產(chǎn)生的能量很高，因此該模擬也支持防火墻之爭(另外一個不同的假設(shè)，它認(rèn)為霍金粒子之間的糾纏解開后，它們的同伴產(chǎn)生的能量足以在黑洞邊緣創(chuàng)造出一道切實存在的火焰墻)。
物理學(xué)家們需要重復(fù)更多實驗才能證實這些結(jié)果，而只有黑洞邊緣的直接觀察才能讓霍金拿到諾貝爾獎。
該研究被發(fā)表在《自然》上。
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