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科学家们在实验室里制造宇宙

上传时间:2019-12-08阅读次数:编辑:

在《时刻简史》没有面世的半个世纪曾经,博士后研讨员William Unruh(威廉姆斯·安鲁)在牛津大学的一次座谈会上企图向听众们解说什么是黑洞。他发现自己一时无法用图画来描绘黑洞,这个如此密布的物体让周遭的重力都被歪曲,以致于光线都不或许逃脱。

所以他做了一个形象的比方:“光线关于世界中的黑洞来说,就像是一条小鱼流过一个瀑布,它仅仅不小心在边际游过,却由于无法逾越瀑布活动的速度,被永久困在了瀑布底下,再也回不了家。”

William Unruh现在现已是不列颠哥伦比亚大学的一名教授。他一向期望能够经过更为直观的方法来展示和了解这个世界。1981年时,他首先提出了在试验室中仿照重力的主意。

这一主意在30多年今后总算得到了开端的完成。当Silke Weinfurtner(希尔珂·魏因富特纳)仍是Unruh的博士后研讨员时,就开端和自己的导师团队一同在试验室中仿照天体的存在。现在现已是诺丁汉大学教授的她,正和团队一同制作一个微缩世界,以解说世界的来源与结构改动。

Silke Weinfurtner企图从头构建一个前期的世界(The Baby Universe),在诺丁汉大学的物理试验室中,她和她的搭档制作了一个一米宽的巨大超导线圈磁体,她想经过这个巨型磁体仿照世界来源中的“大爆炸”理论。

在Weinfurtner的试验中,前期世界发生了细小的波纹,构成了所谓的“量子涨落”,该波纹在实践的世界胀大时会继续拉伸,变成包含辐射和光在内的各种物质,这些量子的改动终究扩容了世界的巨细,播撒了星系,终究构成了无数个恒星和行星。

随后,Weinfurtner经过人为改动试验环境中的重力,使得试验环境中水和丁醇两种液体之间呈现歪曲,然后发生一种与天然状态下不一样的涟漪。“经过细心调整涟漪的速度,咱们为胀大的世界建模,”另一位团队成员Anastasios Avgoustidis说。

这一点是仿照世界中要害的一环,团队成员以为试验发生的动摇和歪曲像是触发了其时世界中的类似结构,由此能够窥视到世界胀大的基本原理。

关于世界的仿照并非只要Silke Weinfurtner团队,来自以色列理工学院的物理学家Jeff Steinhauer发明出了一个仿照黑洞,观测到的相关谱在最低和最高能量下均表现出热性。这一研讨证明了霍金理论的猜测,并印证了霍金辐射的存在和各项特点。

尽管这两项研讨相关效果都已宣布在《天然》杂志上,但仍然有威望学者对此提出了质疑,马里兰大学的泰德·雅各布森(Ted Jacobson)以为在试验室中仿照世界只能阐明“咱们在世界学中没有想到新的现象。”

哈佛大学的天体物理学家阿维·勒布说,Silke Weinfurtner的试验仅仅仿制了物理学家现已用来描绘胀大的方程式,试验环境并不能像真实的黑洞和世界胀大那样触及量子力学与重力的相互作用。

尽管完成了一项难以想象的工作,Silke Weinfurtner也并没有逃避研讨中的问题,“要了解世界间量子的细小动摇和涨落,咱们团队还有许多常识要学习。”

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