如今,在实验室就能模拟出引力最极端的效果( 五 )

例如 , 物理学家想知道发生宇宙大爆炸时黑洞附近、或者大爆炸的时间线前后究竟发生了什么 。 如果波也具有量子特性 , 就会发生很有趣的事情 。 在这种情况下 , 粒子(声子) , 与波产生关联 。 然而 , 为了研究量子行为 , 仅仅用流体做实验是远远不够的 。

图释:黑洞       图源:  Jupe / Alamy.

在模拟引力领域 , 理论始终遥遥领先于实验 。 不过近几年 , 实验家们渐渐赶上来了 , 他们现在已经能够探测量子行为 。 在模拟流体引力的过程中 , 实验者为低黏性流体选取了一个近似值 , 也就是说 , 选取黏度接近零的超流体是测试量子效应的理想状态 。 物理学家将数十亿个冷凝状原子束缚在超流体中 , 再运用激光使它们运动 。 然而 , 这项技术在实验过程中仍存在极大的挑战性 。 直到近些年 , 物理学家才有能力利用超流体冷凝物研究一项超有趣的引力模拟现象:黑洞蒸发 。

黑洞蒸发应当归咎于事件视界周边弯曲时空中物质场的量子效应 。 流体能够模拟那里的弯曲时空 , 并且 , 由于数学描述相同 , 将会产生由声子(不是光子)构成的类似辐射 。 确实 , 科学家们在两年前就观测到了此种辐射 , 证实了斯蒂芬·霍金在1974年的预测——视界区域附近(黑洞视界或声视界)会产生粒子的热分布 。

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