我們可以嘗試自己製造一個黑洞,但這遠遠超出了我們目前的技術水平,而且還可能對人類造成破壞。【記住本站域名】然而我們不需要製造一個真正的黑洞,我們可以研究模擬黑洞,模擬的是與黑洞行為方式相似的物理系統,並且可能揭示真實黑洞的真實行為。」
陳淵正在實驗室作為一個老師一樣出席這次的會議,到場的人非常多,不乏那些大牛學者。
模擬黑洞的整個想法是由比爾?安魯於1972年提出,他提出過著名的安魯效應,我們在之前的文章也介紹過。模擬黑洞的第一個類比是一個純粹的思想實驗:想像一條生活在河流中的盲魚,如果河流幾乎沒有移動,聲音會均勻地向所有方向傳播。
通常,魚可以通過聆聽上游和下游的聲音來探索世界,因為河流的速度比聲音在水中傳播的速度慢得多。但是在河流的某個地方,流水的速度超過了水中的聲速,那麼聲音將被介質水拖著,下游發出的聲音將永遠到達不了上游。
如果我們把光看作聲音,把時空看作水,我們就有了一個模擬黑洞。水流速度等於水中聲速的地方是我們的事件視界。安魯認為,這只是事件視界的一個說明性的例子。到1982年,他意識到這兩種情況在數學上有更多的共同點,事實證明流體動力學方程可以用一種類似於控制時空流動的方程――廣義相對論方程的形式來表達,並且在這些流體流動方程中表達的渦旋類似於黑洞。
多年來,物理學家利用這些數學上類似的情況,發現了許多具有事件視界的系統,並且都能很好地模擬理論黑洞。但它們的真正價值在於它們告訴我們,我們可能能夠在實驗室建造模擬黑洞。即使是現在,一些最具啟發性的嘗試使用與安魯的原始思想實驗相同的介質:由水製成的黑洞。
實驗室中的黑洞裝置早就準備妥當了。
其中一種設置使用一個水箱,裡面放置了一個傾斜的障礙物。當水流流過傾斜的障礙物時水深會減小,根據伯努利定律水流會加速,而表面波的速度會減小。
某些時候,水流比表面波更快,如果水流方向與表面波相反,那就可以模擬事件視界。還有一些其他實驗在水箱中使用精心設計的孔來製造經典渦流。當向下的水流達到水箱表面波的速度時,再次模擬了事件視界。
在這些模擬的事件視界中,物理學家可以尋找類似黑洞的行為,例如霍金輻射,讓我們快速回顧一下。1974年史蒂芬?霍金預測,真正的黑洞會將它們的質量作為一種輻射泄漏出去。
流行的描述是成對的虛擬粒子出現在事件視界附近並且被分開,一個落入黑洞而另一個逃逸出去。更技術性的描述涉及黑洞散射、量子場的振動模式。一秒記住m.luoqiuww
所以在用水模擬黑洞的情況下,我們只需用水表面上的波紋代替量子場中的振動。事實上,在這些模擬黑洞中已經觀察到了類似霍金的輻射,
或者至少表面波紋的頻率具有與霍金輻射非常相似的特性。
現在研究人員認為他們已經準確地檢測到了渦旋黑洞模擬中引力場的預期衰減。
事實上,能量和角動量的模擬似乎都被這種類似霍金的輻射所削弱。
「渦流是夢幻般的實驗室,特別是旋轉的黑洞。我們看到的一件事是,旋轉的黑洞可以將它們的一些旋轉能量提供給經過的粒子,這就是彭羅斯過程。」、
陳淵繼續說道,「當被增強的粒子是光子時,我們稱之為超輻射。事實證明,水漩渦也有表面波紋被拖成圓圈的能層區域,靠近漩渦的地方,這些波類似於傳入的粒子。使用波浪發生器製造的波只有一毫米高,但超輻射可以將它們的高度增加多達10%。」
更深入的見解可能需要一個模擬的量子黑洞。當氣體冷卻到幾乎絕對零時,就會出現玻色-愛因斯坦凝聚體。在這些溫度下,通常是微觀的量子效應可以變成宏觀的。
物理學家在這種狀態下對超冷銣原子進行了實驗,使用雷射可以有效地在氣體中產生流動。當雷射推動氣體時,銣原子想要移出光束。此處雷射的邊緣充當事件視界,銣原子沒有足夠的能量跳回。和真正的黑洞一樣,一些銣原子確實作為霍金輻射逃逸。
在這裡,不僅可以測量霍金輻射的存在,還可以測量霍金輻射的溫度。從玻色-愛因斯坦凝聚物中獲取蒸發粒子的溫度,為黑洞地霍金輻射提供了最有力的直接實驗證據。
除了銣氣體之外,還有其他物理系統也能進行模擬。
不出所料的是黑洞的製作成功了,行星防禦系統眾人果真看到了黑洞的小型形態。
對於這個結果,大家都是非常高興的。
「接下來我們準備利用蛟龍正式製造大型黑洞。」
「但是請記住,在黑洞製造過程中,一定要和它保持距離。」陳淵一而再再而三的強調道。
對於大多數人來說,黑洞是一種未知的驚人存在,強大到即使是光也無法逃離它的束縛。可
簡單來說它是一顆死亡的星球,uu看書 .它的引力強到任何東西都無法擺脫。但是並非每一顆恆星死亡都會形成黑洞。只有非常大的恆星死亡才有可能形成黑洞。
當這些星球死亡時會導致超新星爆發,它們的核心會內爆,爆炸威力不同就會產生兩種不同的後果:或者是中子星或者是黑洞。
一旦黑洞形成,它的質量將是我們太陽的數十倍,而且它能夠通過吸收附近的物體不斷的增長。它有可能一直成長成超大質量黑洞,質量達到太陽的數百萬甚至數十億倍。
事實上,科學家認為這種超大質量黑洞存在於大多數星系的核心區域,其中也包括我們的銀河系。
考慮到黑洞的強大,如果你接近它會產生什麼後果也不難想像。
你會被壓扁、撕扯並拉伸,這並非是什麼令人愉悅的後果。而且在你死亡之前還需要一個過程。首先,你無法看到任何東西,因為那裡沒有任何光線。
一旦你穿過所謂的視界這個邊界線,你就無法返回了。你會被黑洞的萬有引力捕獲無法逃離。在視界附近,即使是光線也會變得古怪,它會因為黑洞的引力而彎曲。
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