英国科学家用光纤和激光模拟黑洞

北京时间3月10日消息，据国外媒体报道，英国科学家日前使用光纤在实验室平台桌面建立了人工黑洞边界，重建黑洞的神秘特性。

黑洞是宇宙最神奇的难解之谜，科学家理论认为黑洞并不是一无所有，它拥有非常强大的重力牵引力，还包括能够在黑洞边界逃逸的光线。由于地球距离黑洞十分遥远，以及很难测定太空和时间的扭曲变形，因此对黑洞进行直接实验是不可能的。科学家们正寻求在实验室模型中建立黑洞边界的方法。

为此，英国科学家使用光纤在实验室内建立了人工黑洞边界。他们点燃光学纤维中强烈而短暂的激光脉冲流，这些脉冲流与当前平滑的电流很相似。英国圣·安德鲁斯大学理论物理学家乌尔夫·伦哈特(Ulf Leonhardt)说，“像这样强烈而短暂的脉冲所建立的可视物理效应也同时发生于持续而虚弱的脉冲中，但是后者很难被探测到。具有微妙效应和鉴别干扰噪声的实验必须有高强度而短暂的脉冲。”与此同时，研究人员点燃光纤末端连续的红外光束，这股红外光束所形成的光波能够克制激光的流程，类似于光波经过黑洞边界时如何克制和摆脱重力牵引力。

伦哈特告诉媒体记者，“这项实验让我感到非常惊讶，如此简单的实验便实际重建了人工黑洞边界。”他和研究同事将这项研究发现发表在3月7日出版的《科学》杂志上。之前一些科学家曾计划使用其他的系统模拟黑洞的特征，然而这样的实验却需要处于移动的实验物质，尤其是非常易碎、超冷泡沫状物质，以上的实验均未成功地呈现黑洞边界的类似效应。

伦哈特和同事们所设计的人工黑洞边界能够帮助研究人员解释黑洞的特征，比如：黑洞喷射出的辐射物。黑洞并不是完全“黑的”，著名物理学家史提芬·霍金发现所有宇宙黑洞将至少释放出少许的泄漏能量，这种能量被命名为“霍金辐射(Hawking radiation)”。

目前，科学家仍未看到神秘的霍金辐射能量从正常黑洞中释放出来，这些从遍及宇宙的大爆炸中释放出的能量在宇宙微波背景下完全被模糊暗淡。然而，伦哈特暗示这项新的实验室研究能够建立产生足够可被探测霍金辐射的人工黑洞边界。

对霍金辐射更好地理解将有助于结合当前观点不一的物理学理论统一归入“万物理论”之中，“万物理论”能够构思宇宙中所有的自然力量。