地球上看到的模拟黑洞

华盛顿（ISNS）“天体物理学主要涉及距离“数千光年或数十亿光年”的东西，我们永远无法近距离看到它们。但聪明的科学家可以做最好的事情来进行光年之旅；他们可以在实验室里重现一些宇宙现象。实际上，他们可以把天空的一部分带到地球上。

这就是意大利物理学家所做的。他们只使用了激光、纯玻璃样品和灵敏的探测器，就创造了一个模拟黑洞条件的微型环境。

黑洞和纯玻璃

黑洞的存在现在被天文学家普遍接受，被认为是恒星或星系等天体在自身引力的作用下坍塌的残余。黑洞封装了一个比原始物体小得多的空间体积，极大地弯曲了空间和时间，一旦它进入一个被称为“视界”的假设边界，就没有什么东西可以逃脱

在光波方面可以实现类似于空间引力翘曲的东西。几家意大利机构的物理学家合作，将激光发射到一块非常透明的玻璃晶体中。通常情况下，光线正好穿过。然而，如果光的强度达到一定水平，那么组成玻璃材料的原子就会稍微偏离位置。这反过来又会改变材质的折射率，该参数告诉角度光从该材质传递到空气中时可以发生偏转。

当激光脉冲穿过玻璃时，折射率的变化与激光脉冲同步发生。由此产生的运动扰动被称为RIP，即折射率扰动。RIP的发生不是因为激光脉冲的能量，甚至不是因为折射率变化的大小（小于1%），而是因为变化的快速性，发生在皮秒（万亿分之一秒）内。

逃离黑洞

1974年，英国物理学家斯蒂芬·霍金提出了一种名为“霍金辐射”的疗法，推翻了黑洞不可避免的概念。在那之前，黑洞被认为是唯一的现象，在这种现象中，光、彗星、航天器“任何可以想象的物体”都可能进入黑洞，但永远不会出来。霍金承认，入侵的物体确实不会再出现了。事实上，它会被洞里强大的重力潮汐撕裂。

但霍金说，黑洞的暴力可能会让一些能量从黑洞中逃逸。他认为，由于量子怪异的概念，太空的真空，甚至包括黑洞内部的空间，都存在着虚拟粒子。量子现实的模糊性允许粒子-反粒子对在真空中存在。这些配对通常会很快消失在虚无中，永远不会被人看到。

然而，霍金预见到，在视界附近，能量密度是如此之大，以至于偶尔的附加能量可以将消逝的粒子对转化为真实的粒子。这也是粒子加速器在碰撞点的真空中产生粒子的方式。如果这对粒子正好出生在视界，也就是不归路的点，那么其中一个粒子可能会逃离黑洞，而它的配偶则会被困在后面。

通过这种方式，黑洞实际上可以以不成对的形式发射辐射，这些辐射是由真空粒子产生的。这种粒子流现在被称为霍金辐射，它在研究宇宙在长时间内的行为中发挥着重要作用。但是黑洞是难以捉摸的。它们不能被直接看到，它们的存在只能通过它们对周围空间的影响来证明。并没有看到真正的霍金诽谤。

实验室停止照明

意大利物理学家用他们的激光扰动穿过玻璃所形成的是一个很小的区域，在这个区域（至少在扰动本身的中间）光不能向前移动，这只是黑洞视界上的运动。

从RIP的角度来看，“暂时考虑一下，穿过玻璃的扰动本身就是一种物理现象”，光和玻璃中的局部扰动之间的争论导致光静止。这就是黑洞视界中发生的事情。

在一种情况下，光的进展受到重力对空间的轻微扭曲的影响，而在另一种情况中，光的发展受到玻璃中光学环境的扭曲的影响。

玻璃中发生的事情和黑洞中发生的一样：真空将产生虚拟粒子对，在这种情况下是成对的光，或光子。然而，在人工事件视界的高能环境中，一些虚拟光子会转化为真实光子。

事实上，INFN的科学家们看到了来自玻璃样本的光。但是，这种霍金辐射真的是在激光扰动的扭曲脉冲中产生的吗？类似于黑洞发出的光，还是来自其他地方

意大利研究小组的负责人DanieleFaccio在意大利科莫的因苏布里亚大学（研究所在地）工作，他说可以排除所有其他已知的光起源。他说，激光脉冲的仔细调谐可以防止光被晶体样品中的原子吸收。定向激光脉冲的使用也排除了在玻璃侧面观察到的霍金辐射可能是激光束散射的光的想法。

两年前，美国的ateam提出了在固体材料中使用人工事件视界来创建Hawkingration的想法。K.圣安德鲁斯大学的科学家，在《科学杂志》上撰文。该论文的作者之一Ulf Leonhardt说，意大利的新结果非常重要。

Leonhardt说：“他们的实验是第一次观测到‘可怕的辐射’，我向他们致敬。”

Leonhardt的团队正试图在光纤中而不是在大块玻璃中创建一个人工事件视界。他认为这条研究路线很重要，因为它结合了天体物理学、量子科学和热力学（能源科学）的研究。Leonhardt说，有可能测试将引力和量子行为相结合的“弦理论”等理论。

意大利新的实验结果将很快发表在《物理评论快报》杂志上。

根据Faccio的说法，在水实验室中产生的高能辐射不会导致对黑洞等天体的直接建模。但他确实提出，实验室中的人工事件视界可能对其他事情有用。

Faccio说：“我们现在可以研究和测试一些非常奇特和令人兴奋的东西。”“我们可以将黑洞和白洞（一个时间倒退的黑洞，光可能不会进入，但只能离开）视界结合起来，形成一个黑洞激光器，光在视界之间来回反射，每次都像在激光器中一样放大光能。”