史蒂芬霍金预测分析,黑洞所发送粒子的辐射源将处在持续的光波长
2022-05-24 14:41:51
中国北京时间7月3日信息,1974年,斯蒂芬霍金明确提出了他最广为人知的推测之一:黑洞最后会彻底挥发。依据史蒂芬霍金基础理论,黑洞并不充分是黑的,反而是会发送粒子,即释放出辐射热。史蒂芬霍金坚信这类辐射源被称作霍金辐射最后会使黑洞丧失充足的热量和品质,最后消退。尽管学术界广泛认同这一基础理论,但又觉得几乎不太可能对于此事开展证实。
殊不知,前不久科学家初次证明了霍金辐射的存有最少在试验室里。虽然霍金辐射过度薄弱,以我们现阶段的仪器设备还不能在空间中检测到,但科学家运用声波频率和宇宙空间中一些环境温度较低的奇怪化学物质,创建了相近黑洞的实体模型,进而观查到了霍金辐射。
粒子对
黑洞所形成的吸引力如此之大,乃至以光的速度活动的光量子也挣不脱。尽管真空泵的外太空通常被觉得空无一物,但物理学的可变性说明,真空泵中充满了虚粒子,他们以化学物质-反物质对的方式存有或消退(反物质粒子具备与其说相匹配化学物质粒子同样的品质,但具备反过来正电荷)。
通常情况下,当一对虚粒子发生后,他们会马上互相湮没。殊不知,在黑洞的事件视界边沿,极端化的吸引力反倒把粒子拉下,当一个粒子被黑洞消化吸收时,另一个粒子则被射进外太空。也就是说,全视以外的虚粒子可以被观察到,进而变成实粒子,而全视以内的虚粒子会被黑洞吞食,不容易被观测到。因为全视以外的粒子是含有品质的真正粒子,由品质与能量守恒,全视以内被吞食的粒子具备负面情绪和负质量,能降低黑洞的热量和品质。
假如吞食的虚粒子充足多,使黑洞损害的品质超出提升的品质,那黑洞便会渐渐地挥发。黑洞越小,蒸发速率越快,直到黑洞彻底挥发。但是,这类功效极为迟缓,和阳光一样品质的黑洞必须约10^58年以来挥发0.0000001%的品质。因此,大部分大品质的黑洞可以生存好长时间,一般行星身亡造成的黑洞可能可以生存10^66年,超大型品质黑洞可以生存10^90年。霍金辐射也结交了为什么我们无法观察到宇宙诞生时发生的微黑洞,由于他们早就挥发消失殆尽。
霍金辐射十分薄弱,现阶段还不能在空间中观察到。2008年6月,美国国家航空航天局(NASA)发送了费米放射线室内空间望眼镜(GLAST),其关键科学合理目地之一便是找寻挥发的黑洞中放射线的闪亮,并确认其与霍金辐射的关联。如今,非洲的科学家已经想到了十分有创意的方式,在生物实验室中对霍金辐射开展精确测量。
飞瀑事件视界
非洲理工大学的科学家杰夫施泰因豪尔(JeffSteinhauer)和以及朋友用一种处在玻色-牛顿凝结情况的寒冷汽体来仿真模拟黑洞的事件视界。当玻色子原子在制冷至贴近绝对零度的时候会展现出一种汽态的、超流性(彻底欠缺粘性,可在环形器皿中无止境地流动性)的情况,这就是玻色-牛顿凝结。在这个情况下,几乎所有原子都集聚到较低的量子态,产生一个宏观经济的纳米情况。与普遍的别的相态对比,玻色-牛顿凝结十分不稳定,来源于外部的极为细微的效果都将会使其升温到超过临界压力,溶解为单一原子的情况。
事件视界是黑洞的一个看不清的时光界限,任何东西都没法从事件视界内部结构逃离(一个常被误解的理念是觉得可以留意到化学物质落入黑洞的全过程,但这也是不太可能的,漫长的观察者只是能见到化学物质以愈来愈慢的速率挨近它,但化学物质自身不容易有其他出现异常,会在比较有限的时间内越过事件视界)。
科学研究员工在流动性的玻色-牛顿凝结气旋中存放了一个悬崖峭壁,产生一个汽体的飞瀑;当汽体以飞瀑的方式流下来时,可以将充足的重力势能转换为机械能,使其移动速率超出音速。
科学研究工作人员并没有应用化学物质和反物质粒子,反而是将成双的声子(phonon)或称量子科技声波频率放进气旋当中。汽体流动性迟缓一侧的声子健身运动方位与气旋反过来,避开飞瀑,而汽体迅速流动性一侧的声子则没法避开飞瀑,被亚音速汽体黑洞捕获。
这如同如果你尝试逆流而行时,水流速度比你的游速还快,施泰因豪尔在接收访谈时表明,你觉得自身在前行,但其实是在倒退。相近的,黑洞中的光量子尝试离去黑洞,但却被吸引力以异常的方法牵引带。
史蒂芬霍金预测分析,黑洞所发送粒子的辐射源将处在持续的光波长和动能频带中。他还觉得,可以用一个只取决于黑洞品质的环境温度来叙述这类辐射源。最近的此项响声黑洞试验确认了这二种预测分析。
法国巴黎第十一高校理论物理试验室的基础理论科学家雷洛帕伦塔尼(RenaudParentani)表明,这种试验称得上科学上的作品。帕伦塔尼关键从概念方向科学研究怎样仿真模拟黑洞,并没有加入此项新科学研究。他说道:这是一个十分准确的试验。在实验层面看来,杰夫施泰因豪尔现阶段的确是尖端技术的运用冷原子研究黑洞物理变化的权威专家。
但是帕伦塔尼注重,此项科学研究是悠长全过程中的一步,尤其是该科学研究并没有表明声子对在量子科技水准上是相应的,而这也是史蒂芬霍金预测分析的另一个主要层面。小故事还会,帕伦塔尼说,这压根并不是完毕。
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