Model Black Hole Re-Creates Stephen Hawking Prediction
黑洞模型重塑霍金预言
A black hole analogue, which traps sound instead of light, generates "Hawking radiation," a key prediction by the theoretical physicist. Christopher Intagliata reports.
理论物理学家的重要预言“霍金辐射”,能够由一个吸收声音而非光线的黑洞模型产生。克里斯托弗·因塔利亚塔(Christopher Intagliata)报道。
撰文/播音:克里斯托弗·因塔利亚塔(Christopher Intagliata)
翻译:杨枭
审校:吴非
Black holes got their name because light can't escape them, beyond a certain radius—the event horizon. But in 1974 Stephen Hawking proposed that quantum effects at the event horizon might cause black holes to be…not completely black.
“黑洞”得名于它对光线的吸收,在某个半径之内的光线无法逃离。这个半径被称为事件视界。但是在1974年,斯蒂芬·霍金提出,在事件视界处有量子效应出现,这可能使得黑洞变得不那么黑。
"Hawking said that pairs of particles should be created at the event horizon." Jeff Steinhauer, a physicist at the Israel Institute of Technology. "One particle exits the black hole and travels away, perhaps to Earth, and the other particle falls into the black hole."
来自以色列理工大学的物理学家杰夫·施泰因豪尔说:“霍金认为,成对的粒子在事件视界产生。其中一个离开黑洞去了比如地球这样的远方,另一个则跌入了黑洞。”
Ideally, we could just study those exiting particles…which make up the so-called Hawking radiation. But that signal is too weak. We can't see it against the universe's background radiation. So Steinhauer built a model of a black hole instead. Which traps not photons, but phonons—think of them as sound particles—using a gas of rubidium atoms, flowing faster than the speed of sound.
理论上来讲,我们可以研究那些离开黑洞的粒子,它们产生了霍金辐射。但是,辐射的信号太微弱了。我们无法将这些信号与宇宙微波背景辐射区分开。因此,施泰因豪尔改为制造了一个黑洞模型。该模型能捕获的不仅有光子,还有声子。在实验中,他利用一团移动快于声速的铷原子气体作为声音粒子。
"And that means that phonons, particles of sound, trying to travel against the flow are not able to go forward. They get swept back by the flow. It's like someone trying to swim against a river which is flowing faster than they can swim. And the phonon trying to go against the flow is analogous to a photon trying to escape a black hole."
“这说明,声音粒子试图逃离陷入黑洞的洪流但无法成功。它们全都被卷回黑洞。这就像是一个人试图逆着比游速更快的奔涌的水流游泳。试图逃离的声子就如同试图逃离黑洞的光子。”
Steinhauer doesn't actually pipe sound particles into the device. He doesn't need to. He merely created the conditions under which quantum effects predict their appearance. "So the two swimmers can come into existence simultaneously without anybody supplying energy to create them."
事实上,施泰因豪尔并没有向设备中输入声音粒子。他根本不需要。他仅仅创造了由量子效应预言的声子存在的环境条件。“无需任何人提供任何能量支持,两个游泳者自发地同时产生。”
He ran the test 4,600 times—the equivalent of six days—and took pictures of the results. And indeed, he saw a correlation between particles emanating into and out of the model black hole…an experimental demonstration of Hawking radiation. The results appear in Nature Physics. [Jeff Steinhauer, Observation of quantum Hawking radiation and its entanglement in an analogue black hole]
施泰因豪尔测试了4600次——相当于六天时间,然后拍下了结果的图片。他确实观察到了进出黑洞的粒子的相关性,从实验上证明了霍金辐射。该结果发表在了《自然-物理学》期刊上。
Steinhauer also determined that the partner particles had a quantum connection, called entanglement…which could help theorists investigating the information paradox. "So there's the question of where does information go, if one throws it into a black hole?" This study can't answer that. But, he says, "it helps give hints, to direct physicists towards the new laws of physics, whatever they might be."施泰因豪尔也判定了成对粒子的量子纠缠关系,这能够帮助理论物理学家研究信息悖论。“所以现在的问题是,如果信息陷入了黑洞,那它去了哪儿呢?”这项研究并不能回答这个问题,但他也表示:“这项研究为物理学家提出物理新定律给出了线索,无论全新的物理定律会多么令人惊异。”
(题图来源:http://www.scientificamerican.com)
克拉克·肯特的“隐身”眼镜 ![]() | |
高学历罪犯赚钱更多 ![]() | |
世界荒野面积20年内减少百分之十 ![]() | |
揭示水熊虫超强生存技能的奥秘 ![]() | |
免疫草原土拨鼠可以拯救雪貂 ![]() | |
小脑鸟类更易中弹 ![]() | |
猩猩通过识别成分选择鸡尾酒 ![]() | |
网络社交有助于降低死亡率 ![]() | |
大隅良典因发现细胞自噬机制而获得诺贝尔奖 ![]() | |
高纤维饮食保护肠壁 ![]() | |
军舰鸟迁徙数月 ![]() | |
林地减少致使全球气候像经历了一次厄尔尼诺 ![]() | |
水獭们由“公厕”发展起来的群居生活 ![]() | |
猎鹰“巡逻员”阻止鸟类入侵水果农场 ![]() | |
对狗的研究改进炸弹探测器 ![]() | |
DNA样本发现海洋中大量鱼类 ![]() | |
“打哈欠”可以帮助大脑保持清醒 ![]() | |
啄木传信 ![]() | |
狮尾狒的叫声符合语言学定律 ![]() | |
新纪录片披露快球的科学依据 ![]() | |
“失眠”容易导致“脸盲” ![]() | |
“饿肚子”的北极熊 ![]() | |
诺贝尔化学奖——分子机器 ![]() | |
未来水獭皮潜水服会更加温暖 ![]() | |
低沉声音更具说服力 ![]() | |
花朵通过化学“鸡尾酒”诱骗蝇类授粉 ![]() | |
向微生物供氧清除泄漏石油 ![]() | |
大象脚印成为小动物的避风港 ![]() | |
鸡散发的气味可驱疟蚊 ![]() | |
北极传粉昆虫前途未卜 ![]() | |
各地巡回宣传?选民不买账 ![]() | |
鱼翅的双重剧毒 ![]() | |
用鸽子替代儿童检测血铅 ![]() | |
诺贝尔物理学奖——物质奇异状态的奥秘 ![]() | |
黑洞模型重塑霍金预言 ![]() | |
用“大红斑”解读木星上层大气温暖的秘密 ![]() | |
大迁移的基因馈赠 ![]() | |
科研推荐信,也要看性别 ![]() | |
赌博推动科学进步 ![]() | |
2600年前约旦人已广泛识字 ![]() | |
新月和满月时更易发生大地震 ![]() | |
加固海狸水坝帮助恢复鱼类数量 ![]() | |
墨西哥古城曾驯养兔子 ![]() | |
爆米花味的熊狸 ![]() | |
污染:风暴强化剂 ![]() | |
野生动物可与狩猎者共同生存 ![]() | |
格林兰鲨——脊椎动物中的长寿冠军 ![]() | |
遥控车门实则是安全漏洞 ![]() | |
让鸟儿呈红色的物质 ![]() | |
最古老的中国啤酒制造厂 ![]() | |
猫鼬与疣猪的奇妙共生关系 ![]() | |
蜥蜴的条纹障眼法 ![]() | |
人类——獾类眼中的超级捕食者 ![]() | |
人鸟合作共享蜂巢奖励 ![]() | |
火星上发现海啸痕迹 ![]() | |
用电流使巧克力脱脂 ![]() | |
夫妻问题预测算法 ![]() | |
群居蜘蛛:我们需要大胆与谨慎的伙伴 ![]() | |
细菌乘着撒哈拉的沙尘抵达加勒比海 ![]() | |
结构特殊的新型微生物 ![]() | |
看着做!猴子们! ![]() | |
人耳能分辨出高品质音乐吗 ![]() | |
暴雨期间的农田可以释放碳雾 ![]() | |
世间万物 ![]() | |
美国每年有6400人死于疲劳驾驶 ![]() | |
雄性狐猴是调香大师 ![]() | |
带有“艺术”标签的照片与房价攀升的联系 ![]() | |
怯鱼成群 ![]() | |
微型机器人清除废水中的铅 ![]() | |
高温是落石发生的微妙原因 ![]() | |
微生物或使碳封存适得其反 ![]() | |
抗生素不敌菌株联盟 ![]() | |
已婚夫妇比单身人士更容易变胖 ![]() | |
会变色的智能玻璃 ![]() | |
干细胞对抗糖尿病 ![]() | |
绿色浇灌适得其反 ![]() | |
泣蜜求援 ![]() | |
类星体放出20%于光速的风 ![]() | |
饲料添加物让动物少放屁 ![]() | |
人造噪音影响海洋生物 ![]() | |
麦莉·塞勒斯与通心粉构成脑波身份认定方式 ![]() | |
地球:激光隐身 ![]() | |
白鹤沉迷拾荒 ![]() | |
环境太吵?手语当道 ![]() | |
2600年前的约旦人普遍识字 ![]() | |
熊人速递 ![]() | |
孪生黑洞碰撞发出引力波 ![]() | |
用回声数蝙蝠 ![]() | |
高手眼中的世界 ![]() | |
医疗数据遭绑架 ![]() | |
城里的鸟儿更会玩 ![]() | |
短吻鳄会保护附近的鸟类 ![]() | |
恐惧使蜘蛛变大 ![]() | |
太空藏宝图 ![]() | |
减少碳污染节约医疗费用 ![]() | |
宇宙光的无线电波 ![]() | |
治愈鸦片流行的处方 ![]() | |
虾姑壳为次世代计算芯片带来灵感 ![]() | |
识牙寻踪 ![]() | |
十亿太阳事件 ![]() | |
鲨鱼可以闻到回家的路 ![]() | |
火山爆发对恐龙灭绝的影响 ![]() | |
更少碳排放,更少医保钱 ![]() | |
HPV疫苗应同样用于男性 ![]() | |
超级碗“食用”指南 ![]() | |
蜥蜴:合“色”求生 ![]() | |
微生物帮助熊准备冬眠 ![]() | |
囤积狂鸟类帮助树木对抗气候变化 ![]() | |
塑料污染影响蚝类繁衍 ![]() | |
气候变化:无辜的受害者 ![]() | |
抗氧化补剂的作用仍不明确 ![]() | |
格陵兰融冰使海湾更为肥沃 ![]() | |
蛋尽鸟绝 ![]() | |
肠道细菌减轻小鼠的疟疾痛苦 ![]() | |
长毛象遗体揭示最早的人类北极圈活动 ![]() | |
音感可能是长期进化的结果 ![]() | |
善交猩猩好肠胃 ![]() | |
强力球乐透的必胜法 ![]() | |
获取枪支的难易程度会影响自杀率 ![]() | |
冥王星的“除名者”称其发现新的“第九行星 ![]() | |
叫声揭露新鸟类物种 ![]() | |
基因决定天鹅是否惧怕人类 ![]() | |
河马的炭疽疫情之谜 ![]() | |
更准确的肠道微生物“人口普查” ![]() | |
奥巴马指出枪支暴力研究的阻力 ![]() | |
预测血糖 ![]() | |
印度:转角遇见豹 ![]() | |
小鱼快进化 ![]() | |
细菌吃药:减少小鼠心脏病风险 ![]() | |
西南松柏面临气候挑战 ![]() | |
为生物多样性保护正确的地区 ![]() | |
光导芯片 ![]() | |
反进化论立法通过修改呈现弱化趋势 ![]() | |
短信戒酒 ![]() | |
不只蜜蜂在授粉 ![]() | |
奔跑吧,北极熊! ![]() | |
90国联名呼吁更强力的气候应对措施 ![]() | |
联邦注资针具交易项目 ![]() | |
海鸥啄死幼鲸 ![]() | |
过敏源于尼安德特人? ![]() | |
非洲新路环境代价高 ![]() | |
冰人奥兹死于腹痛 ![]() | |
蟑螂便便为信 ![]() | |
优劣不同,偏见不同 ![]() | |
细菌告诉你:别吃了 ![]() | |
鸣沙之因 ![]() | |
大脑节律与音乐节拍同步 ![]() | |
胖爸爸,胖儿子 ![]() | |
细咽慢嗅更美味 ![]() | |
亚马逊丛林的树木普查 ![]() | |
石器时代养蜂人 ![]() | |
砂下古河 ![]() | |
人造声带 ![]() | |
评论中的歧视 ![]() | |
女性候选人面临的隐性偏见 ![]() | |
咖啡机养细菌 ![]() | |
蛋蛋换声音 ![]() | |
城市果树硕果累累 ![]() | |
采购食物:习惯优于喜欢 ![]() | |
野外游会“驯化”野生动物 ![]() | |
西北海岸的甲烷羽流散发 ![]() | |
声音抗虫 ![]() | |
聆听北冰洋 ![]() | |
雷龙摆尾! ![]() | |
驾多就熟 ![]() | |
高原反应,来一杯甜菜汁吧 ![]() | |
犯罪连续剧影响性认知 ![]() | |
打乱习俗利于维持头脑清醒 ![]() | |
雌鼠献声 ![]() | |
Apple减少iPhone云端的关联 ![]() | |
鲸鱼便便带动元素循环 ![]() | |
秋天来了,什么时候去赏叶呢? ![]() | |
磁场是候鸟的地图 ![]() | |
中国制造带来的高碳排放 ![]() | |
婴儿微笑为了换回微笑 ![]() | |
远古人类与现代人类的听力差别 ![]() | |
房间里的灰尘正在暴露你的行踪! ![]() | |
自己产生的微生物“云”会一直伴你左右 ![]() | |
自我修复材料让宇航员生命更有保障 ![]() | |
交通噪音:另一个候鸟杀手 ![]() | |
蛇咬高峰期与厄尔尼诺周期 ![]() | |
低沉嗓音助力政治选举 ![]() | |
抹香鲸也会找知己 ![]() | |
路标多重要?能救骑行者的命! ![]() | |
有病吃药的蚂蚁是好蚂蚁 ![]() | |
警惕广告的科学声明 ![]() | |
新型太阳风暴预报系统 ![]() | |
树木的干旱后遗症 ![]() | |
人为什么撒谎? ![]() | |
不完备疫苗助长高毒性病毒 ![]() | |
微生物诊断肿瘤 ![]() | |
智能手杖将成为真正的眼睛 ![]() | |
猩猩也许会“烹饪” ![]() | |
猩猩也爱来两杯 ![]() | |
帕金森患者专用笔 ![]() | |
听到尖叫为什么会恐惧? ![]() | |
脑电波身份证 ![]() | |
开胃菜怎样开胃? ![]() | |
超重青少年或许低估了自己体重 ![]() | |
未来宠物会是什么样? ![]() | |
黑洞点亮星系 ![]() | |
多任务处理并不那么坏 ![]() | |
大脑无法准确记忆颜色 ![]() | |
打字风格预测疾病 ![]() | |
听音乐并不能让人更专注 ![]() | |
随身携带时间胶囊 ![]() | |
木乃伊是如何炼成的? ![]() | |
高血压亦可防疫 ![]() | |
宇宙的超级大嘴 ![]() | |
垃圾食品改变大脑回路 ![]() | |
记忆可以篡改? ![]() | |
“更年期”比我们想像得更强大 ![]() | |
手机阵列预测地震 ![]() | |
坚强的贝壳 ![]() | |
火星旅行需防范脑损伤 ![]() | |
回收真的值得吗? ![]() | |
看到红外线! ![]() | |
气候影响语言 ![]() | |
边打字边充电 ![]() | |
穿墙雷达看穿一切 ![]() | |
智能手机,智能坠落 ![]() | |
手机有了嗅觉 ![]() | |
语音短信并不能为你保驾护航 ![]() | |
猪笼草催生抗凝血导管 ![]() | |
地球上的“小太阳” ![]() | |
手机监测宇宙射线 ![]() | |
爱运动的孩子学习好 ![]() | |
生命起源于宇宙深处? ![]() | |
睡眠时间,过犹不及 ![]() | |
走一步,跌一步 ![]() | |
用垃圾定位海洋边界 ![]() | |
地震预测的新希望 ![]() | |
用Carat揪出APP中的“耗能大户” ![]() | |
范德华力驾驭小行星 ![]() | |
自行车头盔变身“黑匣子” ![]() | |
用吸铁石对付原油泄漏 ![]() | |
在汗液中寻觅电能 ![]() | |
大脑想象也能引发哮喘 ![]() | |
城市清洁工—虫虫特工队 ![]() | |
蓝光碟里的太阳能 ![]() | |
太阳能公路方兴未艾 ![]() | |
紫外光晒出大红斑 ![]() | |
宇宙尘埃,难辩其源 ![]() | |
吻,传递了爱情,也传递了细菌 ![]() | |
机器人也可有九条命 ![]() | |
哺乳动物祖先睡过大灭绝 ![]() | |
严加管教只会扼杀自信 ![]() | |
电子垃圾处理有新招 ![]() | |
你的商品搜索结果被个性定制了吗? ![]() | |
第一滴水并非来自天外? ![]() | |
放臭屁的彗星 ![]() | |
太阳风刮出了月表水 ![]() | |
Apple Pay能否革新电子支付 ![]() | |
粪便微生物抵御耐药菌 ![]() | |
数学应用题对学生不利?! ![]() | |
知道了这些,你还能愉快地自拍吗? ![]() | |
哈欠在熟人之间更容易“传染”? ![]() | |
越近视,越学霸? ![]() | |
包办婚姻是支潜力股? ![]() | |
蚊子更好疟疾患者的气味 ![]() | |
“冷冻人体”手术,拯救重伤患者 ![]() | |
上太空收集太阳能,从此阴天没烦恼 ![]() | |
生物一直在灭绝,可地球上的物种一直没减少 ![]() | |
二维码有多方便,就有多危险 ![]() | |
海洋酸化破坏鱼类嗅觉 ![]() | |
菜鸟们,放开游戏机! ![]() | |
雾霾中少年,快到“公民环境监测”碗里来! ![]() | |
停不了的宿醉,戒不断的酒瘾 ![]() | |
“太阳系第十大行星”传说破灭 ![]() | |
名画复原:精确到最后一个分子 ![]() | |
活细菌结构传感器 ![]() | |
医生的态度强化安慰剂效应 ![]() | |
狗狗如何辨人声? ![]() | |
密集恐惧症是生存本能? ![]() | |
地球或非最宜居行星 ![]() | |
全球变暖冻坏企鹅宝宝 ![]() | |
春运交通考验中国空气质量 ![]() | |
爱人的气味最性感 ![]() | |
发抖,也许是最省事儿的减肥运动 ![]() | |
地球人如何防御小行星撞击? ![]() | |
如何提高安检人员的专业技能 ![]() | |
气候变化灭绝海底生物 ![]() | |
安吉丽娜·朱莉反使公众陷入乳腺癌认识误区 ![]() | |
超速旋转的巨亮超新星 ![]() | |
数据都去哪儿了? ![]() | |
为什么缺觉会增肥? ![]() | |
嫌疑人在瞳仁中的现身 ![]() | |
绿色社区欢乐多 ![]() | |
换了新手机,旧的怎么办? ![]() | |
基因决定味觉 ![]() | |
废弃卫星变身小行星探测器 ![]() | |
大骗子们也“诚实” ![]() | |
每天啃苹果,远离降脂药 ![]() | |
养只汪星人防鼻炎 ![]() | |
人类健康需要健康环境 ![]() | |
别把百度当“医生” ![]() | |
烧水壶为什么会叫? ![]() | |
越拖延,越痛苦 ![]() | |
木星大红斑的“长寿”之谜 ![]() | |
垃圾星球求解救 ![]() | |
人一到下午,就更爱忽悠 ![]() | |
脉冲星的SOHO探测法 ![]() | |
睡前小酌不可取! ![]() | |
耀星也疯狂 ![]() | |
干活儿太累?编首小曲儿哼哼~ ![]() | |
爱午睡的孩子,记性不会太差 ![]() | |
地月之水同根生 ![]() | |
警惕浮夸的药品广告 ![]() | |
蓝屏光线毁心情 ![]() | |
360° 口腔卫士 ![]() | |
航空污染需整顿! ![]() | |
美国政府停业,科学研究遭殃 ![]() | |
高脂饮食伤大脑! ![]() | |
越冷的星际空间,越快的化学反应 ![]() | |
教授们仍不看好MOOC ![]() | |
宝宝气味,妈妈心醉 ![]() | |
不平坦的星系 ![]() | |
蜂蜜大战链球菌 ![]() | |
要关灯?做个拳击动作! ![]() | |
越大方,越孤独 ![]() | |
和肿瘤活检说拜拜 ![]() | |
“玩”出来的环保策略 ![]() | |
耐药菌们,缴械投降吧~ ![]() | |
“习惯识别”:比“指纹识别”更智能 ![]() | |
人工智能拯救地球 ![]() | |
情侣们在吵什么? ![]() | |
家用“老人跌倒检测系统” ![]() | |
废水发电机 ![]() | |
捉短信谎话精 ![]() | |
小心!此处有猫便便出没 ![]() | |
一面完美镜子的诞生 ![]() | |
用智能手机来验毒 ![]() | |
海豚互相“起名字” ![]() | |
三岁小孩智慧多 ![]() | |
钻进变态的脑袋 ![]() | |
管不住嘴,也别怪压力大 ![]() |