97000次声波黑洞实验对霍金辐射进行验证

　　多年来，对黑洞的研究表明，一旦进入黑洞视界，任何物质都不可能脱离黑洞。然而，在1974年，斯蒂芬·霍金提出了一个理论，得出了一个不同的结果。在这篇论文中，霍金假设黑洞会随着时间的推移缓慢地释放能量，这不可避免地会导致黑洞质量的减少。
　　最初，黑洞能量的释放很小，然而，随着黑洞的收缩，能量释放的速度会加快。直到黑洞生命的最后一刻，它会释放出规模非常巨大的能量，然后完全消失。后来，这个黑洞释放能量的过程被称为霍金辐射，它是量子场论的结果。
　　霍金想象在一个黑洞诞生之前的空间中画出一条穿越时间的线，沿着这条线共振的量子场，从黑洞存在之前一直延伸到它之后的未来。在黑洞诞生之前，一切都很正常，量子场是自由共振的，可以相互抵消。然而，黑洞的出现改变了空间曲率。霍金意识到，黑洞出现之后并不是所有共振都被抵消了，在远离黑洞的事件视界之外，他发现了与飞入太空的热辐射完全匹配的共振。
　　但是，正如霍金所预测的那样，要证明霍金辐射非常困难，因为与宇宙背景辐射相比，它显得非常微弱。尽管有一些反对意见，霍金辐射背后的数学原理是合理的，科学家们已经采取措施来证明这一点。在以色列理工学院的实验室里，研究霍金辐射的研究人员想出了一个办法，来克服测量真实黑洞的困难。
　　他们通过创造一个模拟物来做到这一点——声波黑洞，它可以模仿真实黑洞的特性。声速比光速慢得多，因此创造一种传播速度比声音快的介质要容易得多。当介质移动时，任何与它同向传播的声波都无法完全逃离它，从而创造出了声波黑洞的视界。有趣的是，霍金的数学方法适用于声波黑洞，就像适用于基于引力的黑洞一样，所以霍金辐射应该可以在声波黑洞中被探测到。
　　在该实验中，介质是由8000个原子组成的气体，这些原子被激光冷却到接近绝对零度，形成了玻色-爱因斯坦凝聚体。而后，第二束激光驱动它开始流动，流动速度超过了当地声速。研究人员的目标是寻找视界之外自发形成的量子声波对。发现了这些量子声波对之后，还要确认它们是否与实验相关，或者只是外界扰动而产生的。
　　在124天的连续实验中，研究人员重复实验97000次，他们检测到霍金辐射的多个实例，并发现它与霍金对辐射的可能行为的预测相吻合。虽然这并不能证明霍金辐射在真实的黑洞中也是真实存在的，但霍金的数学方法在声波黑洞模拟中起作用，这一事实有力地暗示了霍金辐射的可能性。