天体物理学认为，当物质密度达到足够大并塌陷后一个被称之为“奇点”的点时，黑洞就会形成。黑洞拥有惊人引力，任何物质——甚至光线在内都无法逃脱黑洞周围一个被称之为“事件视界”的边界拖拽，简单地说就是被黑洞吞噬，称此为声学黑洞。

声学黑洞-介绍

声学黑洞-实验

声学黑洞-意义

声学黑洞-未来

声学黑洞-介绍

但物理学家也可以创造只吸收声音的人造黑洞。具体方式是“哄骗”一种材料以超音速在介质中移动，在介质中穿行的声波无法跟上这种材料的速度，就像鱼儿在快速流动的河流中游动一样。声音最终被类似河流的事件视界捕获。

目前，材料物理学家正将目光聚焦所谓的“玻色-爱因斯坦”冷凝物。“玻色-爱因斯坦”冷凝物是物质的一种量子态，此时的原子团行为与单个原子类似。在此之前，科学家已经能够让冷凝物以超音速移动。美国科罗拉多州大学博尔德分校的埃里克·科内尔(Eric Cornell)表示，在操纵“玻色-爱因斯坦”冷凝物过程中，物理学家能够创造声学黑洞。

声学黑洞-实验

实验过程中，斯蒂恩豪尔等人将大约10万个带电铷原子冷却到只比绝对零度高出不到十亿分之十的温度，同时借助磁场捕获这些原子。在一束激光的帮助下，研究人员随后创建一个电势井以吸引铷原子同时促使它们在这种材料中以超音速Z字形穿过电势井。这一过程产生了一个持续8毫秒左右的超音速流，进而快速形成一个能够捕获声音的声学黑洞。创造人造黑洞具有非常重要的意义，能够促使科学家第一次探测霍金辐射。

量子力学认为，成对粒子可以自然而然地在真空区出现。在彼此湮灭并最终双双消失前，成对粒子——由一个粒子及其反粒子构成——可以存在非常短暂的时间。霍金在上世纪70年代指出，如果成对粒子在黑洞边缘附近形成，其中的粒子在被摧毁前可能掉入黑洞，反粒子则被搁浅在事件视界之外。对于观察者而言，这个粒子将以辐射的方式存在。在声学黑洞中，霍金辐射将以类似粒子的振动能量包形态存在，也就是所说的“声子”。

声学黑洞-意义

加州理工学院宇宙学家肖恩·卡洛尔(Sean Carroll)表示，寻找霍金辐射对物理学来说具有非常重要的意义。

霍金的理论提出了有关量子力学如何适用于被引力扭曲的太空环境的一些基本观点。量子力学的数学基础则被用于计算宇宙在膨胀期内如何运转，所谓的膨胀是指太空在大爆炸后不久快速扩张。但利用天文学观测手段探测霍金辐射并不是一件容易的事情，原因在于：典型黑洞的蒸发因能量更高的辐射源变得暗淡，其中就包括大爆炸的“余辉”宇宙微波背景辐射。

声学黑洞-未来

在利用声学黑洞探测霍金辐射之前，研究人员仍有很长的一段路要走。据斯蒂恩豪尔研究小组估计，原子进入其装置的速度大约要提高9倍，才能创造以声子形态存在的可探测的霍金辐射。加拿大温哥华英属哥伦比亚大学的比尔·尤鲁(Bill Unruh)表示：“探测声学黑洞产生的声波绝对是一项艰难任务，但同时也是令人兴奋的第一步。”尤鲁率先提出利用量子流创造人造事件视界的想法。

对此持赞同态度的科内尔指出，以色列研究小组需要创造更为平稳的“玻色-爱因斯坦”冷凝物流，以测量霍金辐射的微妙迹象。