絕密奇聞 黑洞是宇宙中最恐怖的天體,它們擁有著最強的引力,讓光都無法擺脫。 因此,長久以來,黑洞給了人類一個印象:它就是宇宙中的「貔貅」,什麼都吃,而且只進不出。 但是,對於這個說法,著名物理學家霍金表示並不認同。 霍金利用量子效應理論,推測出了黑洞會有一種「蒸發」的現象,這導致黑洞也會向外釋放一些物質。 而且,這個速度有時候可以比黑洞吞噬物質的速度更快,這也就意味著黑洞不一定會永遠擴張,有些黑洞反而可以「瘦身」。 霍金指出,按照傳統的理論來思考黑洞的話,黑洞周圍的環境應該屬於絕對的真空,但這是違背量子力學總的不確定性原理。 因此,即使是在黑洞周圍,也不會出現絕對的真空。 當一處空間趨近於絕對真空的過程中,就會有虛粒子對的出現。 所謂的虛粒子對,就是無法被直接觀測,只能間接觀測的粒子與反粒子。 它們通常時瞬間產生,然後瞬間湮滅,無蹤無跡。 可是,如果它們產生在黑洞的周圍,那就不一樣了。 由於黑洞引力太強,一旦虛粒子對出現,就會有一個被黑洞吞噬。 而被吞噬的那個粒子的反粒子,不僅性質相反,連運動也是完全反向的,它會以相同的速度、相反的方向飛走,就像被黑洞射出去一樣。 當它遠離黑洞的時候,就不再是虛粒子了。 而這個粒子所攜帶的能量,正是來自於黑洞。 因此,這個過程,是黑洞流失自己能量的一個過程,這就是所謂的霍金輻射。 這種現象由於都是粒子的輻射,肉眼看不見,速度也比較慢,就像是水的蒸發一樣。 因此,這個現象也被稱作是黑洞的蒸發。 黑洞的霍金輻射速度,和其本身質量有著密切的關係。 一個質量和太陽一樣的黑洞,用掉10^65年,也只能流失1%的質量,而像那些超大質量黑洞,或將需要10^90年才能蒸發乾淨。 霍金輻射的理論一經問世,就轟動了整個世界,讓人們認識到了黑洞的另一面。 然而,儘管這個理論非常合理,卻由於觀測難度太高,直到霍金本人去世時,都始終無法被證實(這也是霍金沒能獲得諾貝爾獎的原因之一)。 2008年6月,美國國家航空航天局發射了費米伽馬射線空間望遠鏡(GLAST),其中的一個重要目的,就是研究霍金輻射。 而同時,很多科學家也試圖在地球上創造出獨特的環境,來研究黑洞的相關特性。 以色列理工學院的物理學家傑夫·施泰因豪爾和他的同事們,利用一種特殊狀態的氣流來研究黑洞,這就是玻色-愛因斯坦凝聚態。 這種狀態利用了愛因斯坦對於光子研究的理論基礎,可以創造出極其接近於絕對零度的環境。 傑夫·施泰因豪爾利用這個狀態,製造了一種氣體「瀑布」,像是黑洞吞噬光一樣,讓氣體流向一個地方。 同時,他在這個氣體瀑布中放置一對聲子,類似於黑洞周圍的物質與反物質。 結果他發現,成對的聲子的確會出現一個聲子墜入「懸崖」,另一個聲子反向逃離的現象,從側面證實了霍金輻射理論。 當然,這個研究目前還只是開始階段,只是證明了霍金輻射理論中很少的一部分。 至於其他的部分,就有待於進一步的實驗了。 或者未來的某一天,當人類的科技足以真正到黑洞旁邊去觀測,答案也將最終揭曉。 《霍金45年前的理論被證實,黑洞果然有些出人意料的「舉動」》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 科學報 cn-n.net,請記得按讚、收藏及分享。
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霍金45年前的理論被證實,黑洞果然有些出人意料的「舉動」
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