Laboratory Simulation of an Analogue Black Hole Event Horizon
Direct Observation of Hawking-like Radiation in a Quantum System Researchers have constructed a tabletop analogue of a black hole event horizon using a precisely configured Bose–Einstein condensate of ultracold atoms. This system replicates the kinematic conditions under which outgoing waves are trapped at a sonic horizon, mimicking the causal boundary of a gravitational black hole where escape velocity exceeds the local speed of propagation.The experiment employs a flowing atomic medium in which the flow velocity transitions from subsonic to supersonic, establishing an effective metric analogous to the Painlevé–Gullstrand form of the Schwarzschild spacetime. Phonons propagating against the supercritical flow are unable to escape the horizon, thereby forming a one-way membrane that prohibits retropropagation—precisely the defining feature of an astrophysical event horizon.Most significantly, the system spontaneously emits a steady flux of correlated phonon pairs across the horizon. One member of each pair is trapped inside the analogue interior, while the partner escapes to infinity as detectable thermal radiation. Spectral analysis confirms that this emission follows a Planckian distribution with a temperature proportional to the surface gravity of the analogue horizon, in quantitative agreement with Hawking’s original prediction for quantum field theory in curved spacetime:TH=ℏκ2πkBT_H = \frac{\hbar \kappa}{2\pi k_B}T_H = \frac{\hbar \kappa}{2\pi k_B}
where κ\kappa\kappa
is the surface gravity determined by the spatial gradient of the flow velocity.Unlike astrophysical black holes, where direct detection of Hawking radiation is precluded by cosmic distances and minuscule temperatures (∼10−8\sim 10^{-8}\sim 10^{-8}
K for a solar-mass black hole), this laboratory analogue operates at accessible energy scales and allows real-time measurement of the radiation spectrum, pair-correlation statistics, and stimulated emission responses.The platform requires no gravitational field or spacetime curvature; the effect emerges purely from the interplay of quantum fluctuations and the engineered dispersion relation in the flowing condensate. This decoupling of geometry from kinematics provides a controlled environment to probe open questions at the interface of quantum mechanics and general relativity, including information loss, trans-Planckian modes, and the thermodynamic arrow of time.Far from a destructive singularity, this miniature horizon is a precision instrument—one that transforms one of cosmology’s most elusive predictions into a verifiable laboratory phenomenon.

9.31 ألف
100
المحتوى الوارد في هذه الصفحة مُقدَّم من أطراف ثالثة. وما لم يُذكَر خلاف ذلك، فإن OKX ليست مُؤلِّفة المقالة (المقالات) المذكورة ولا تُطالِب بأي حقوق نشر وتأليف للمواد. المحتوى مٌقدَّم لأغراض إعلامية ولا يُمثِّل آراء OKX، وليس الغرض منه أن يكون تأييدًا من أي نوع، ولا يجب اعتباره مشورة استثمارية أو التماسًا لشراء الأصول الرقمية أو بيعها. إلى الحد الذي يُستخدَم فيه الذكاء الاصطناعي التوليدي لتقديم مُلخصَّات أو معلومات أخرى، قد يكون هذا المحتوى الناتج عن الذكاء الاصطناعي غير دقيق أو غير مُتسِق. من فضلك اقرأ المقالة ذات الصِلة بهذا الشأن لمزيدٍ من التفاصيل والمعلومات. OKX ليست مسؤولة عن المحتوى الوارد في مواقع الأطراف الثالثة. والاحتفاظ بالأصول الرقمية، بما في ذلك العملات المستقرة ورموز NFT، فيه درجة عالية من المخاطر وهو عُرضة للتقلُّب الشديد. وعليك التفكير جيِّدًا فيما إذا كان تداوُل الأصول الرقمية أو الاحتفاظ بها مناسبًا لك في ظل ظروفك المالية.

