電影《星空奇遇記》中,真正的黑洞威力無比,能吞噬整個世界。位於海法的以色列理工學院物理學教授傑夫.史坦豪爾則創造出能捕獲聲音的「聲學黑洞」,首度驗證霍金輻射理論。幸運的是,史坦豪爾的聲學黑洞並不如電影中看到的真實黑洞那麼危險,他的儀器已重複創造了4千多個黑洞,而世界依然安然存在。

史坦豪爾在最新出版的《自然物理學》期刊中發表了他所創造的模擬黑洞研究報告。他自稱從2009年的另一個實驗中受到啟發,創造出的聲學黑洞用一根長長的管子作為「事件視界」,用於束縛「聲音粒子」。

在黑洞理論中,事件視界是一個清晰的平面或邊緣。進入事件視界後,任何光線都無法從中逃脫,因為所需的逃逸速度超過光速。但史坦豪爾觀察到,有些聲子無法逃離他的聲學黑洞,但有對等的聲子似乎同時逸出事件視界。

史坦豪爾運用透鏡和激光將原子冷卻到絕對零度,產生原子流即愛因斯坦凝聚態物質玻色子。這些玻色子進入激光真空中,進而引發黑洞現象。也就是說,這個實驗能證實知名物理學家史蒂芬.霍金42年前提出的霍金輻射理論。

霍金1974年提出理論性預測,表示依照量子效應,黑洞會發射精微的黑體輻射。此電磁輻射推測可被一個溫度和黑洞質量成反比的黑體發出。史坦豪爾認為它們可被視為一正一反的一組配對偶,「逸出黑洞的聲波帶有正向能量,落入黑洞的聲波則帶有負向能量,而且是同時發生,這點很重要。」他非常興奮能看到霍金輻射的量子效應在實驗室以聲子型態展現。實驗室中的儀表圖像可藉由色調細微差別具體呈現這個現象。

不像《星空奇遇記》中的大巨人黑洞,這些聲學黑洞的尺寸只有1/10毫米,而且只能持續0.2秒。史坦豪爾解釋說︰「這不是一個真正的黑洞,只是被仔細觀察的聲波群組。他們都是波。描述這些聲波的方程式同等於描述聲學黑洞的方程式。因此通過聲波可以證明霍金對光波黑洞的預測。」

如果科學界能認可這項實現結果,將顛覆對宇宙的理解——黑洞並不黑,而這或許是個解開宇宙奧密的鑰匙之一。史坦豪爾說︰「研究黑洞的主要目的並不只是在於學習黑洞,而是要了解物理上的新規律。此外,物理學也有許多實際的應用研究。多年下來,沒有人知道今天又會有甚麼新發現。」◇