中国科学家真的造出了黑洞吗?

2017-06-02
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文章简介：最近,东南大学两位科学家的一篇题为"超材料制成电磁黑洞"的论文引起了科学界的注意.<新科学家>报道此事时称"地球上第一个吸收光的黑洞制成".10月15日,<自然

最近,东南大学两位科学家的一篇题为“超材料制成电磁黑洞”的论文引起了科学界的注意。《新科学家》报道此事时称“地球上第一个吸收光的黑洞制成”。10月15日,《自然》杂志也以“科学家研制出可携带黑洞”为名介绍了这份研究。

这篇即将发表的论文描述,中国科学家实现了此前普度大学教授对于捕捉一切光线的“桌面黑洞”的构想,首次通过超材料实现了能够吸收一切微波的装置,依照其接下来的发展,一旦其可以吸收所有太阳光,将可以有效改进太阳能技术。这篇论文在太阳能技术、天体物理和超材料研究领域引起了很多不同的反应,并引发争议。

(中国科学家制造的“人造黑洞”装置。方框中的图形是他们用到两种超材料的结构。)

这篇论文由东南大学毫米波国家重点实验室的两位科学家崔铁军和程强所写,公开在暂时存储即将发表的科学论文的网站arXiv上。

“怎么可能是黑洞?如果真能造出人造黑洞,早就拿诺贝尔奖了!”一位中国物理学家在听说该研究时说。而另一些看过论文的科学人士表示,论文中所有出现“黑洞”字样的地方,都没有加引号,这不免有误导之嫌。

在这篇论文中说,传统上,黑洞是有着巨大引力场的空间,按照广义相对论,其会吸收包括光在内的一切。而本文作者所做的是利用超材料在电磁场中模拟出了一个“黑洞”。

针对本报记者对“黑洞”一词使用方法的质疑,该论文第一作者程强解释说:“这个装置确实不是真正意义上的引力黑洞,但它对电磁波的调控能起到相似的效果,我觉得可以把它理解成一种很强的吸引电磁波的装置。”不过,他同时表示,可以把这一装置看成某种意义上的“黑体”。

所有的物体都会吸收和辐射电磁波(可见的电磁波即为光)。辐射出去的电磁波在各个波段会具有不同的谱,这种现象称为热辐射。为了研究这一规律,物理学家们定义了一种理想的绝对物体———黑体,以此作为热辐射研究的标准物体。

黑体可以吸收所有照射到它上面的电磁波,在黑体面前,光没法反射或传播。宇宙中不存在绝对意义上的黑体,最接近黑体的存在,便是宇宙黑洞。

根据广义相对论,黑洞的巨大质量扭曲了空间,导致光和其他所有物质都无法逃出引力场。当然,如果我们只是简单地将黑洞理解成“光线只进不出”的地方,那东南大学的研究实现了这种类似“黑洞”的效果,尽管这种所谓“黑洞”,和真正的引力场黑洞没有任何关系。