吞噬一切的黑洞中，仍有微乎其微的光芒存在。（圖片來源：Adobe Stock）
看不見不代表它不存在，早在將近五十年前，就有物理學家提出一種「熱輻射」的存在，能夠解釋黑洞消散的原因，但因為它的性質難以測定，被認為可能永遠無法發現。直到去年，一場實驗中，成功模擬出類似黑洞中的事件視界情況，發現了這種輻射存在的跡象。
模擬成功重現？科學家發現黑洞中的光芒
廣義相對論與量子力學的衝突是學界難解的問題，但霍金輻射與黑洞的存在或許能帶來解方。黑洞質心的一定距離內，是一個連光也無法逃離的區域，是一種時空的曲隔界線，名為「事件視界」。超越這個邊界的物體，人們只能以想像的方式設想它後續的命運，這個距離會隨著黑洞的質量產生變化，而這個神祕的區域會對量子波動的中斷，產生類似熱輻射的存在。
1974年，物理學家史蒂芬·霍金提出名為「霍金輻射」的理論，是指一種由黑洞散發出來的熱輻射，能夠解釋黑洞質量如何降低導致黑洞蒸散。這種熱輻射會使得黑洞失去質量，最終損失的幅度超過增加時，逐漸縮小的黑洞就會走向消失的結局，能夠以此解釋為何無法發現宇宙誕生時產生的微黑洞，因為它們早已消失殆盡。然而微弱的霍金輻射對於人類而言，同樣難以測定，或許永遠都無法從宇宙中發現它的存在，發生在2010年9月的一項模擬重力研究中，一部分的科學家認為出現霍金輻射存在的可能性與性質，不過實際上仍未出現實際的觀測，直到去年的實驗中再次帶來希望。
洛特·梅爾滕斯是阿姆斯特丹大學與德勒斯登萊布尼茨研究所的理論物理學博士，他的研究團隊嘗試使用一些嶄新的方法，利用特定一維原子鏈，模擬出電子在不同位置的「跳躍」行為，隨著調整跳躍的難易度，出現電子波動性質受到干擾的現象，成功模擬出黑洞的事件視界，其效應導致溫度升高，符合理論對於等效黑洞系統的預期。這次的現象只發生在一部分原子鏈延伸到事件視界之外的狀況，模擬出的霍金輻射僅存在於特定跳躍幅度範圍內，加上一開始模擬實驗的假設，預設熱輻射特性僅出現在時空平坦的條件，證實了霍金輻射的熱特性僅出現在特定情況中，尤其是重力造成的時空扭曲變化。
如同生活中各式的無色無味氣體，地球乃至整個宇宙存在不計其數的物質，人類宛如在漆黑的房間中緩慢探索，持續擴展對於世界的認識。這次的研究發表於國際性多學科期刊《物理評論研究》上，隨著更多研究與觀測的進行，人類眼中的世界或許將再次煥然一新。
責任編輯:星躍
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