在地球上模拟并制造微型黑洞，荷兰科学家迈出了重要的一步
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荷兰科学家的研究表明 ， 来自黑洞的难以捉摸的辐射和其他行为可以通过实验室模拟来研究 。 黑洞是宇宙中最极端的天体 ， 在如此小的空间中堆积了如此多的质量 ， 以至于一旦足够接近 ， 任何东西 ， 甚至光都无法逃脱它们的引力 。 理解黑洞是解开宇宙最基本规律的关键 ， 为了全面描述黑洞 ， 我们需要将这些引力理论结合起来 ， 形成新的量子引力理论 ， 本质是将微观与宏观引力理论都结合起来 。
为了实现这一目标 ， 科学家们需要看看有什么可以逃离黑洞 ， 而不是什么被吞噬 。 事件视界是每个黑洞周围的一个无形的边界 ， 进入这个范围就无法离开了 。 然而 ， 斯蒂芬·霍金有一个著名的发现 ， 由于黑洞地平线附近的小量子波动 ， 每个黑洞都必须发射少量的热辐射 。 不幸的是 ， 这种辐射从未被直接探测到 。 据预测 ， 来自每个黑洞的霍金辐射量都很小 ， 隐藏在所有其他宇宙物体的辐射中 ， 用目前的技术是不可能检测到的 。
【在地球上模拟并制造微型黑洞，荷兰科学家迈出了重要的一步】那么 ， 我们可以在地球上研究霍金辐射吗？这就是这次荷兰科学家做的研究 ， 答案是令人兴奋的：确实可以 。 “我们利用凝聚态物理学的强大工具来探索这些不可思议的物体——黑洞 。 ”论文第一作者说 。 为此 ， 科学家们研究了一种基于一维原子链的模型 ， 其中电子可以从一个原子点“跳跃”到下一个原子 。 通过调整电子在每个位置之间跳跃的容易程度 ， 模拟了黑洞存在导致的时空扭曲 。
随着链上跳跃概率的正确变化 ， 电子从链的一端移动到另一端 ， 其行为将与接近黑洞视界的物质完全相同 。 而且 ， 与霍金辐射类似 ， 模型系统在合成地平线存在下具有可测量的热激励 。
尽管模型系统中缺乏实际的引力 ， 但考虑到这个合成视界 ， 对黑洞的物理学有了重要的见解 。 例如 ， 模拟霍金辐射是热的（意味着系统似乎具有固定的温度） ， 这一事实仅针对跳跃概率的空间变化的特定选择 ， 这表明真实的霍金辐射在某些情况下也可能是纯热的 。 此外 ， 霍金辐射只发生在模型系统开始时没有任何跳跃概率的空间变化 ， 模拟没有任何黑洞的平坦时空 ， 然后转变为一个承载合成黑洞的模型系统 。 因此 ， 霍金辐射的出现需要改变时空扭曲特性 ， 或者改变寻找辐射的观察者对这种扭曲的感知方式 。
最后 ， 霍金辐射需要某些部分存在于合成视界之外 。 这意味着热辐射的存在与地平线两侧物体之间纠缠的量子力学性质密切相关 。 因为模型非常简单 ， 所以可以在一系列实验装置中实现 。 这可能包括可调谐电子系统、自旋链、超冷原子或光学实验 。 将黑洞带到实验室可以让我们更接近于理解引力和量子力学之间的相互作用 ， 并朝着量子引力理论迈进一步 。
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