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.

7,97 tys.
75
Treści na tej stronie są dostarczane przez strony trzecie. O ile nie zaznaczono inaczej, OKX nie jest autorem cytowanych artykułów i nie rości sobie żadnych praw autorskich do tych materiałów. Treść jest dostarczana wyłącznie w celach informacyjnych i nie reprezentuje poglądów OKX. Nie mają one na celu jakiejkolwiek rekomendacji i nie powinny być traktowane jako porada inwestycyjna lub zachęta do zakupu lub sprzedaży aktywów cyfrowych. Treści, w zakresie w jakim jest wykorzystywana generatywna sztuczna inteligencja do dostarczania podsumowań lub innych informacji, mogą być niedokładne lub niespójne. Przeczytaj podlinkowany artykuł, aby uzyskać więcej szczegółów i informacji. OKX nie ponosi odpowiedzialności za treści hostowane na stronach osób trzecich. Posiadanie aktywów cyfrowych, w tym stablecoinów i NFT, wiąże się z wysokim stopniem ryzyka i może podlegać znacznym wahaniom. Musisz dokładnie rozważyć, czy handel lub posiadanie aktywów cyfrowych jest dla Ciebie odpowiednie w świetle Twojej sytuacji finansowej.

