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科学家计划实验室内制造黑洞激光

发布时间:15-05-18 浏览(

北京时间10月24日消息,宇宙中还有什么是比黑洞更神秘的吗?宇宙的镜像——白洞是不是理想之选呢?把二者结合在一起,你或许只能得到一种独一无二的激光的概念,苏格兰物理学家认为,他们最终也许能够利用白洞和黑洞的类似版本,在实验室里制成这种激光。

我们可以把黑洞想象成是一个拥有很长颈部的大漏斗。如果你“切断”它的颈部,把它与第二个黑洞连接在一起,你就会得到一个沙漏形状的结构,两端通过一根细丝相连。从学术上讲,这根细丝被称之为爱因斯坦-罗森桥(是由爱因斯坦及其同事纳森-罗森命名的),这是虫洞的早期理论化身。一些物理学家已经非常擅长模拟黑洞的信号行为,至少从数学的角度而言。例如,乌尔夫-莱昂哈特和英国圣安德鲁大学的一帮人已经利用激光脉冲和光纤制成与黑洞类似的物体。威廉-昂鲁与英属哥伦比亚大学的科学家合作,已经制成视界的水波版本,以及被他称之为“哑洞(dumbholes)”的音速的类似物。

设想你是一条失明的鱼,同时你也是一位物理学家,你生活在一条河里。在河的一个地方有非常致命的瀑布,这条瀑布某段的水流速度超过了音速。很显然,如果另外一条坠落到瀑布里的鱼在成功通过这个点时兴奋地大叫出声,这些声音将永远不会被河对面的其他人听到。这些声音会保持相同速度继续在水里穿行,但是流水经过这条瀑布时,会以更快的速度冲击这些声音。此外,如果一条鱼从瀑布表面摔下时大叫出声,尖叫的部分声音从距离水面越近的地方发出,它就需要花更长时间脱离该点,这是因为,如果声音是从距离特定表面更近的地方发出的,它的纯速度将会越来越小。在鱼跃出水面前,大量声音需要花费无限时间才能逃逸出来。

对我们而言,声音很像黑洞的行为。2009年,中国物理学家利用所谓的超材料创造出黑洞一样的环境,能够让微波自由进入,但是无法逃逸出来。2010年,意大利米兰大学的科学家制成一个黑洞的类似物,它能发出霍金辐射。霍金辐射是虚粒子对突然从黑洞附近的量子真空环境逃逸出来造成的。通常它们会相互撞击在一起,并消灭对方,生成能量,但有时虚粒子对中的一个会被吸入黑洞,这显然违反能量守恒定律。为了对抗这种影响,确保能量继续保存下来,黑洞的质量一定会减少一些。当然从技术层面上来说,还没人观测到霍金辐射,但是物理学家确信这种辐射真实存在。因此,如果黑洞和白洞能够发射出放射物,那么为什么不能把它们的类似物当做激光使用呢?这正是苏格兰赫瑞瓦特大学的物理学家丹尼尔-菲克西欧及其少数同事的想法,其中包括莱昂哈特。

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