霍金辐射理论被证明是正确的，研究者有望拿下诺贝尔奖
编辑： 2019-06-03 14:32:17 科学 29斯蒂芬·威廉·霍金，作为现代最伟大的物理学家之一，他所提出的众多理论为研究宇宙的奥秘提供了重要的依据。霍金辐射又称黑洞辐射，是以量子效应理论推测出的一种由黑洞散发出来的热辐射。最近有科学家对这一理论进行了实验，以色列理工学院的科学家们利用人工制造的黑洞成功的证实了这一理论的正确性，或有望冲击下一次诺贝尔奖。
英国《每日邮报》网站5月29日刊文称，在迄今为止的第一张黑洞照片证实了爱因斯坦假想的理论之后，是时候让已故科学家斯蒂芬·霍金毕生研究的部分结论得到证明了。
文章介绍，在英国《自然》周刊发表的一篇论文中，科学家们称他们已经验证了以这位物理学家名字命名的“霍金辐射”理论。该理论猜测，由于各种涉及量子物理学和万有引力的因素，黑洞会从它们的表面散发出辐射。
为了验证这一理论，以色列理工学院的科学家们求助于听起来像是疯狂科学的东西：创造他们自己的黑洞。
文章援引美国小发明网站的报道称，在缺乏能够在遥远距离之外观测黑洞周围辐射的仪器的情况下，研究人员求助于一种利用名为“玻色—爱因斯坦凝聚态”的量子物质状态进行的模拟。
这种物质(它是通过利用激光器捕捉铷原子制取的)与黑洞相似，会形成某个“不归点”，不同之处在于这种物质并不是吸收光，而是对声音产生影响。
而且与黑洞类似的是，被作为光的替身的声音在遇到这种物质的时候，会有两个选择——它可以远离或者进入这种物质，但是一旦进入其内部，就将无法逃脱。
文章称，这一模拟所得出的结果与霍金的预言如出一辙。
尽管这些研究人员在2016年就曾观察到有关“霍金辐射”的初步证据，但他们的第二次、也就是最近一次实验才能够证实这种辐射的一系列特征。新的观测结果包括了有关该黑洞类似物的热辐射谱以及所产生波长的读数，这两类数据都与霍金的预言吻合。
论文作者、以色列理工学院物理学家杰夫·施泰因豪尔说：“在我看来，我们所看到的结果证明了霍金的计算是正确的。”
研究人员的研究结果似乎也具有支持霍金涉及黑洞悖论的理论的意义。黑洞悖论质疑被黑洞吸入的物质是否完全消失了。这一悖论使得霍金在量子物理学方面的发现站到了广义相对论的对立面。相对论认为能量不可能被摧毁，只能被转移，但是霍金辐射似乎暗示能量是可以被消灭的。
文章指出，如何调和这一悖论是理论物理学家中仍在进行的一场争论。
文章认为，至于霍金辐射，这项最新实验提供了迄今为止有记录可查的关于其存在的最确凿证据，但是这仍然不是绝对的证据，因为迄今还没有任何人能够观察到发生在真实黑洞中的这种现象。
霍金辐射理论概述：
绝对真空违反了量子力学中的测不准原理，所以并不存在。当空间趋向绝对真空的过程中会产生虚粒子对，两个粒子对撞后又会消失，这样即不会违反量子力学，也不会违反物质守恒。当这种量子现象发生在黑洞的视界边缘，视界之外的虚粒子因为在视界之外，所以可以被观测到，从而变为实粒子，而视界之内的虚粒子因为在视界之内，所以会被黑洞吞噬，不会被观察到。因为视界之外的粒子是带有质量的真实粒子，由质量和能量守恒定律，视界之内被黑洞吞噬的粒子有负质量，所以黑洞的质量会因为这样的作用而减少。从外界看来，黑洞好像在慢慢蒸发。黑洞越小，蒸发速度越快，直到黑洞完全的蒸发。但由于这样的作用极为缓慢，和太阳质量一样的黑洞需要用大约10年来蒸发0.0000001%的质量。