以物理學(xué)家打造聲音黑洞欲解黑洞蒸發(fā)之謎

　探測(cè)霍金輻射具有重要意義
　　
　　加州理工學(xué)院宇宙學(xué)家肖恩·卡洛爾(Sean Carroll)表示，尋找霍金輻射對(duì)物理學(xué)來(lái)說(shuō)具有非常重要的意義。卡洛爾在接受《新科學(xué)家》雜志采訪時(shí)說(shuō)：“單憑提出霍金輻射存在這一項(xiàng)成就，斯蒂芬·霍金就可以獲得諾貝爾獎(jiǎng)。這一假設(shè)告訴我們，我們正朝正確的道路邁進(jìn)。”
　　
　　霍金的理論提出了有關(guān)量子力學(xué)如何適用于被引力扭曲的太空環(huán)境的一些基本觀點(diǎn)。量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)則被用于計(jì)算宇宙在膨脹期內(nèi)如何運(yùn)轉(zhuǎn)，所謂的膨脹是指太空在大爆炸后不久快速擴(kuò)張。但利用天文學(xué)觀測(cè)手段探測(cè)霍金輻射并不是一件容易的事情，原因在于：典型黑洞的蒸發(fā)因能量更高的輻射源變得暗淡，其中就包括大爆炸的“余輝”宇宙微波背景輻射。
　　
　　令人興奮的第一步
　　
　　在利用聲學(xué)黑洞探測(cè)霍金輻射之前，研究人員仍有很長(zhǎng)的一段路要走。據(jù)斯蒂恩豪爾研究小組估計(jì)，原子進(jìn)入其裝置的速度大約要提高9倍，才能創(chuàng)造以聲子形態(tài)存在的可探測(cè)的霍金輻射。加拿大溫哥華英屬哥倫比亞大學(xué)的比爾·尤魯(BillUnruh)表示：“探測(cè)聲學(xué)黑洞產(chǎn)生的聲波絕對(duì)是一項(xiàng)艱難任務(wù)，但同時(shí)也是令人興奮的第一步。”尤魯率先提出利用量子流創(chuàng)造人造事件視界的想法。
　　
　　對(duì)此持贊同態(tài)度的科內(nèi)爾指出，以色列研究小組需要?jiǎng)?chuàng)造更為平穩(wěn)的“玻色-愛因斯坦”冷凝物流，以測(cè)量霍金輻射的微妙跡象。他在接受《新科學(xué)家》雜志采訪時(shí)說(shuō)：“他們所做的工作采取了相對(duì)較為容易的一種方式。較難的是以一種非常安靜的方式完成這項(xiàng)工作，這樣才能發(fā)現(xiàn)對(duì)‘玻色-愛因斯坦’冷凝物流所做的所有猛烈事情使其以超音速移動(dòng)之外所有微小的波動(dòng)。”科內(nèi)爾及其同事正在研制他們自己的實(shí)驗(yàn)裝置以制造聲學(xué)事件視界。
　　
　　激光脈沖
　　
　　其他科學(xué)家則希望在實(shí)驗(yàn)室利用光線產(chǎn)生可探測(cè)的霍金輻射。2008年，一支研究小組在光學(xué)纖維中創(chuàng)造了一個(gè)人造事件視界，以研究不同波長(zhǎng)光線以不同速度在光纖中移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，他們讓一個(gè)速度相對(duì)較慢的激光脈沖穿過(guò)光纖。由于脈沖扭曲了光纖的光學(xué)性質(zhì)，當(dāng)?shù)诙�個(gè)激光脈沖追趕到第一個(gè)脈沖時(shí)，它的速度減慢并在第一個(gè)脈沖類似事件視界的前緣之后被捕獲。
　　
　　產(chǎn)生一個(gè)在天體物理學(xué)上可探測(cè)的霍金輻射似乎仍舊是可能的。由于黑洞的體積越小，霍金輻射的能量就越大，一些研究人員認(rèn)為，在美國(guó)宇航局2008年發(fā)射的費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡幫助下，在大爆炸之后立即出現(xiàn)的微型黑洞蒸發(fā)是可以被探測(cè)到的。