科学家利用人造塑料黑洞 模拟观测弯曲时空

2021年05月14日16:42:00
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  '科学家利用人造塑料黑洞

  光在穿越光子层时会发生弯曲,与经过黑洞的情形一样。

新科学家报道,一个塑料黑洞也能像真实黑洞一样围困光,无论是人造的还是自然的黑洞,科学家都能够实时观察它的结构。与真实黑洞不同的是,它并不危险它能帮助揭秘自然最怪异的天体之一,甚至可能对获得能量的设备,例如太阳能电池,具有启示意义。

  黑洞因能吞噬路经的光以及任何物体而闻名,但它只能静静等待物体经过名为视界的点后才能将其吞噬。相比之下,黑洞的光子层鲜为人知,这是位于视界之外的弯曲时空区域,它只会围困弯曲路径上的光。天文学家从未观测过光子层即使是在真实的黑洞以外因为,很明显,被围困的光无法逃逸并到达你眼里,因此你无法看见。

  为了将这个过程可视化,中国南京大学的刘辉(Hui Liu)和同事创造了一个人造黑洞。在自然环境里,黑洞会通过自身强大的引力吞噬和围困光,因此在实验室环境下再造这个过程不仅非常困难,还无比危险。相反,刘的研究小组利用了塑料片,通过不同的折射率来模拟引力效应。折射率决定了物质能多大程度的弯曲光线。

  制造光变曲线

  折射率因物质的不同而各不相同,这就是为什么放在水杯里的吸管看起来是弯曲的:水折射光的程度比空气的更大,因此具有更大的折射率。具有持续变化折射率的材料将表现的更加极端,大量微小的弯曲将创造一个平滑的曲线而非一个黑洞的光子层。