中國(guó)造世界第一個(gè)“人造黑洞” [圖]

　　它有著“黑洞”之名，雖然尺寸“迷你”，但任何經(jīng)過(guò)的電磁波或光，都不可能逃離它的引力。10月15 日，《科學(xué)》雜志宣布，世界上第一個(gè)“人造黑洞”在中國(guó)東南大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里誕生。不過(guò)，這個(gè)小型“黑洞”不僅不會(huì)毀滅世界，還能幫助人們更好地吸收太陽(yáng)能。

　　在宇宙中，黑洞吞噬萬(wàn)物，甚至包括光。人們樂(lè)意議論這種天體，因?yàn)樗衩亍ⅰ靶郧椤惫之悾核硖幱钪孀钣陌档牡胤?，沒(méi)有人能直接觀測(cè)到它，而靠近它的任何物質(zhì)，都會(huì)被無(wú)情地拖曳到它的深淵里，小行星、星塵、光波、時(shí)間，無(wú)一例外。

　　人們對(duì)黑洞這種天體感到好奇，但絕不會(huì)希望有任何一個(gè)黑洞接近自己，或我們的星球。然而現(xiàn)在卻有一些科學(xué)家在自己的實(shí)驗(yàn)室里造出了“黑洞”，一個(gè)“迷你”黑洞。10 月15 日的《科學(xué)》雜志在介紹這種“人造黑洞”時(shí)建議，人們可以把這種“黑洞”裝進(jìn)自己的大衣口袋里。

　　制造出“人造黑洞”的是中國(guó)東南大學(xué)的一個(gè)研究組，崔鐵軍教授和程強(qiáng)教授是其中最主要的兩位研究者?！皩?shí)際上，我們做的黑洞不是嚴(yán)格意義上的黑洞?！痹诮邮堋锻鉃┊?huà)報(bào)》采訪時(shí)，程強(qiáng)教授對(duì)記者說(shuō)。

　　實(shí)驗(yàn)室里的“人工黑洞”，目的當(dāng)然不是為了將一個(gè)吞噬一切的“惡魔”裝進(jìn)口袋。據(jù)程強(qiáng)介紹，現(xiàn)在存在于東南大學(xué)毫米波國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的“人造黑洞”，實(shí)際上是一個(gè)模擬裝置，這種模擬裝置目前可以吸收微波頻段的電磁波，在未來(lái)，它還可以吸收光。但是除此之外，它并不能吸收任何實(shí)質(zhì)的東西。“它只吸收電磁波，不吸收能量。”程強(qiáng)對(duì)記者說(shuō)。

　　這是一個(gè)不具有危險(xiǎn)性的“黑洞”，不僅如此，這種裝置還能在未來(lái)用于收集太陽(yáng)能。在這方面，“人造黑洞”將比世界上任何一種太陽(yáng)能電池板都更高效。一些物理愛(ài)好者甚至為這種全新的裝置設(shè)計(jì)了一些新功能，比如將它裝置在航天器中的太陽(yáng)帆上，或者用來(lái)吸收空氣中游散的電磁波——因?yàn)槭謾C(jī)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的普及，這種看不見(jiàn)的電磁波據(jù)說(shuō)侵害了我們的健康，成為一種新的污染。

　　不過(guò)，制造“黑洞”的研究者卻從來(lái)不想那么多，現(xiàn)在崔鐵軍和程強(qiáng)正在繼續(xù)的，是如何把實(shí)驗(yàn)室里的裝置變成樣機(jī)，“實(shí)現(xiàn)工程化”。面對(duì)關(guān)于“人造黑洞”的各式各樣的議論，程強(qiáng)認(rèn)為， “成果公布以后，被許多國(guó)際媒體轉(zhuǎn)載和評(píng)論，確實(shí)也大大出乎我們意料。從我們個(gè)人角度而言，只覺(jué)得這是一個(gè)比較有意義的工作。

　　實(shí)驗(yàn)室里的“黑洞”

　　“我覺(jué)得很驚奇，崔和程這么快就做出了‘人造黑洞’！”看到這個(gè)研究成果后，納瑞馬諾維說(shuō)。

　　伊維根·納瑞馬諾維(EvgeniiNarimanov) 是美國(guó)印第安納州西拉斐特市普渡大學(xué)的一名教授。今年年初，他和合作者亞歷山大·基爾迪謝維(Alexander Kildishev) 一起，發(fā)表論文，提出了一種制造小型“黑洞”的理論和設(shè)計(jì)方案。他們的想法是通過(guò)模擬黑洞的一些性質(zhì)，使在“人造黑洞”附近出現(xiàn)的放射性物質(zhì)被吸引，然后螺旋式地進(jìn)入“黑洞”中心。

　　“我們的確是受到他的論文的啟發(fā)，但研究本身是我們獨(dú)立完成的?！背虖?qiáng)對(duì)記者說(shuō)。之所以能這么快將之變成現(xiàn)實(shí)，是因?yàn)樗麄兯诘膶?shí)驗(yàn)室也一直從事著這方面的研究，在理論和實(shí)驗(yàn)兩方面都積累了很多年的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也用到了很多他們自己的獨(dú)創(chuàng)性想法。

　　不過(guò)雖然名為“黑洞”，他們受納瑞馬諾維啟發(fā)而造的“黑洞”，和真正存在于宇宙中的黑洞還是有大差別的，這種差別并不僅僅體現(xiàn)在質(zhì)量的大小上。兩種“黑洞”的原理其實(shí)并不一樣。宇宙間的黑洞之所以能吞噬一切，是因?yàn)樗|(zhì)量巨大，而實(shí)驗(yàn)室里的“黑洞”，實(shí)際上是根據(jù)光波在被吸進(jìn)宇宙黑洞時(shí)的性質(zhì)，模擬出來(lái)的儀器，可以令光波接近時(shí)產(chǎn)生相似的扭曲，并被吸引。

　　也就是說(shuō)，兩種“黑洞”可以讓附近的光波出現(xiàn)相似的“結(jié)局”，但是光波遇到的卻并不是同一回事。

　　不過(guò)目前東南大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里的“黑洞”，還只是適用于某些微波頻率，比如人們常用的通信頻率， 如GSM、CDMA 和藍(lán)牙等，吸引光波還有待進(jìn)一步研究，因?yàn)楣獠ǖ念l率更短，需要設(shè)計(jì)的“人造黑洞”尺寸也要更小些。

　　超強(qiáng)吸波裝置

　　這樣的“人造黑洞”，在未來(lái)可以用于發(fā)電。

　　“當(dāng)電磁波遇到這臺(tái)儀器，就會(huì)立刻被捕獲，并且立刻被引入到儀器里，一直被吸進(jìn)黑洞中心。沒(méi)有電磁波可以逃離這個(gè)黑洞?！贝掼F軍向《科學(xué)美國(guó)人》雜志描述“人造黑洞”時(shí)說(shuō)。在他們的儀器中，被吸入的電磁波在中心位置轉(zhuǎn)化為熱能。

　　根據(jù)《科學(xué)》雜志介紹，“人工黑洞”是一個(gè)直徑22 厘米的裝置。它有60 個(gè)同軸環(huán)，外層由40 個(gè)同心環(huán)組成。通過(guò)特別設(shè)計(jì)，研究組令同心環(huán)的從外到內(nèi)的介電常數(shù)發(fā)生連續(xù)變化，而不同的介電常數(shù)，則能讓電磁波的方向發(fā)生相應(yīng)改變。

　　程強(qiáng)把這臺(tái)儀器描述成“一個(gè)超強(qiáng)吸波裝置”?？梢赃@樣聯(lián)想，一臺(tái)“人造黑洞”仿佛一臺(tái)吸力強(qiáng)大的“吸塵器”，只要它所在的地方有電磁存在，那些電磁波或光波就會(huì)源源不斷地被它收入囊中，不受任何其他外界條件的限制。

　　用于獲取能源，這樣一個(gè)超強(qiáng)吸波裝置仿佛正在打開(kāi)一座看不見(jiàn)卻內(nèi)容豐厚的“寶藏”，用它來(lái)吸收太陽(yáng)能，不僅可以在任何天氣里正常工作，甚至將之放入黑暗的宇宙里，它也能收集到同樣多的電磁波或光波，并將之轉(zhuǎn)化為熱能。

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