意大利米蘭大學(xué)的科學(xué)家佛朗哥·貝喬諾及其同事組成的團隊日前宣稱,他們在實驗室中創(chuàng)建的“某類現(xiàn)象”,應(yīng)該就是科學(xué)界一直未曾觀測到的“霍金輻射”。相關(guān)論文發(fā)表于即將出版的《物理評論快報》上,目前在arXiv.org可供參閱。
蟲洞被科學(xué)家描述成連接宇宙遙遠區(qū)域間的時空細管,它和黑洞一樣都以相同的方式擾亂其周圍的物質(zhì)運動。而分辨這兩種情況,能用到的方法就是“霍金輻射”。
這是霍金在1974年發(fā)表的一個令人震驚的設(shè)想。他認為,在黑洞外產(chǎn)生的虛粒子對,其中之一被吸引進去,而另一個會逃逸。這個逃逸的粒子獲得了能量,從而不需要與其反粒子相遇湮滅,反倒是可以逃逸到無限遠。以外界的角度看,就像黑洞輻射出了這個粒子一樣。該猜想中的輻射就被命名為“霍金輻射”。
霍金將量子理論加入到天體物理理論中去,按此說法,黑洞并不像人們此前所想的那樣“暗無天日”,而是會輕微地發(fā)出“霍金輻射”的光芒。那個逃逸的粒子吸收了一部分黑洞的能量,使該輻射包含有光子、中子和少量的各種有質(zhì)量的粒子。“霍金輻射”不違反信息定律,但這種輻射非常之微弱,還非??赡鼙黄渌妮椛鋪碓此螞],如大爆炸時期留下的宇宙微波背景輻射,因而盡管天文學(xué)家數(shù)十年的努力觀測,仍一無所獲。
貝喬諾及同事為了建造出“霍金輻射”,在實驗裝置中向透明的石英玻璃樣本發(fā)射了超短(1皮秒)的激光脈沖,產(chǎn)生的折射率分布(RIP)展現(xiàn)出一個“視界線”(一個天文學(xué)中黑洞的邊界),在此邊界以內(nèi)的光無法逃離。之后,由成像鏡頭以90度收集其輻射光子,然后發(fā)送到分光儀以及電荷耦合攝像機中。
研究人員解釋說,此方式可強烈抑制或消除其他類型的輻射,如切倫科夫狀輻射、四波混頻、自相位調(diào)制、熒光等等。zui終,觀察到的光子輻射跡象讓他們相信,這是一個由模擬“視界線”催生的“霍金輻射”。
這很可能是人們觀察到的“霍金輻射”跡象。物理學(xué)家們認為,如在未來實驗中該結(jié)果被證實為“霍金輻射”,其可能對一切黑洞甚至宇宙的zui終命運產(chǎn)生重大影響。