光“变身”流体可模拟时空结构

法国巴黎卡斯特勒-布罗塞尔实验室科学家将光转化为流体以模拟时空结构，为探索黑洞等神秘天体提供了全新途径。相关研究论文发表于最新一期《物理评论快报》杂志。

实验室构建的黑洞模拟结构（示意图）。图片来源：英国《新科学家》周刊网站

由于超大质量天体（如黑洞）难以直接观测，科学家常借助量子效应在实验室构建宇宙模型。在最新研究中，科学家利用光创造出高度可控的时空模拟系统。他们先将光约束在由反射性半导体材料构成的微型空腔内。光子在材料夹层间不断反射，与其中的电荷产生量子相互作用，最终使光呈现出液态物质的特性。

通过精密调控激光，他们不仅能将这种光流体“雕刻”成与时空相同的几何结构，还能构建出类似黑洞事件视界（物质有进无出的临界边界）的特殊结构。这种高度可控的系统甚至可以模拟更复杂的时空结构。

研究团队认为，最新系统有望验证霍金辐射强度与事件视界曲率的关系，但需要将实验环境降至更低温度以增强量子效应。

西班牙马德里康普顿斯大学研究员胡安·拉蒙·穆尼奥斯·德诺瓦参与了上述超冷原子模拟时空结构以测量霍金辐射的实验。他表示，最新研究令人印象深刻，为研究黑洞振动等新现象打开了观测窗口。英国圣安德鲁斯大学研究员弗雷德里希·科尼格则认为，该成果搭建了探索引力与量子效应相互作用的理想平台。

团队还提出了一个惊人假设：虽然事件视界望远镜拍摄的首张黑洞照片符合理论预期，但某些“黑洞”可能是“冒牌”的，可能存在某些能弯曲光线却不具备事件视界的巨型天体。这项光流体实验或将为此提供关键证据。