中國造世界第一個“人造黑洞” [圖]

　　它有著“黑洞”之名，雖然尺寸“迷你”，但任何經(jīng)過的電磁波或光，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“人造黑洞”在中國東南大學(xué)實驗室里誕生。不過，這個小型“黑洞”不僅不會毀滅世界，還能幫助人們更好地吸收太陽能。

　　在宇宙中，黑洞吞噬萬物，甚至包括光。人們樂意議論這種天體，因為它神秘、“性情”怪異：它身處宇宙最幽暗的地方，沒有人能直接觀測到它，而靠近它的任何物質(zhì)，都會被無情地拖曳到它的深淵里，小行星、星塵、光波、時間，無一例外。

　　人們對黑洞這種天體感到好奇，但絕不會希望有任何一個黑洞接近自己，或我們的星球。然而現(xiàn)在卻有一些科學(xué)家在自己的實驗室里造出了“黑洞”，一個“迷你”黑洞。10 月15 日的《科學(xué)》雜志在介紹這種“人造黑洞”時建議，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”的是中國東南大學(xué)的一個研究組，崔鐵軍教授和程強(qiáng)教授是其中最主要的兩位研究者。“實際上，我們做的黑洞不是嚴(yán)格意義上的黑洞。”在接受《外灘畫報》采訪時，程強(qiáng)教授對記者說。

　　實驗室里的“人工黑洞”，目的當(dāng)然不是為了將一個吞噬一切的“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)毫米波國家實驗室的“人造黑洞”，實際上是一個模擬裝置，這種模擬裝置目前可以吸收微波頻段的電磁波，在未來，它還可以吸收光。但是除此之外，它并不能吸收任何實質(zhì)的東西。“它只吸收電磁波，不吸收能量。”程強(qiáng)對記者說。

　　這是一個不具有危險性的“黑洞”，不僅如此，這種裝置還能在未來用于收集太陽能。在這方面，“人造黑洞”將比世界上任何一種太陽能電池板都更高效。一些物理愛好者甚至為這種全新的裝置設(shè)計了一些新功能，比如將它裝置在航天器中的太陽帆上，或者用來吸收空氣中游散的電磁波——因為手機(jī)和無線網(wǎng)絡(luò)的普及，這種看不見的電磁波據(jù)說侵害了我們的健康，成為一種新的污染。

　　不過，制造“黑洞”的研究者卻從來不想那么多，現(xiàn)在崔鐵軍和程強(qiáng)正在繼續(xù)的，是如何把實驗室里的裝置變成樣機(jī)，“實現(xiàn)工程化”。面對關(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，被許多國際媒體轉(zhuǎn)載和評論，確實也大大出乎我們意料。從我們個人角度而言，只覺得這是一個比較有意義的工作。

　　實驗室里的“黑洞”

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

　　伊維根·納瑞馬諾維(EvgeniiNarimanov) 是美國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)計方案。他們的想法是通過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。”程強(qiáng)對記者說。之所以能這么快將之變成現(xiàn)實，是因為他們所在的實驗室也一直從事著這方面的研究，在理論和實驗兩方面都積累了很多年的經(jīng)驗，實驗過程中也用到了很多他們自己的獨(dú)創(chuàng)性想法。

　　不過雖然名為“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”的原理其實并不一樣。宇宙間的黑洞之所以能吞噬一切，是因為它質(zhì)量巨大，而實驗室里的“黑洞”，實際上是根據(jù)光波在被吸進(jìn)宇宙黑洞時的性質(zhì)，模擬出來的儀器，可以令光波接近時產(chǎn)生相似的扭曲，并被吸引。

　　也就是說，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。

　　不過目前東南大學(xué)實驗室里的“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，因為光波的頻率更短，需要設(shè)計的“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”，在未來可以用于發(fā)電。

　　“當(dāng)電磁波遇到這臺儀器，就會立刻被捕獲，并且立刻被引入到儀器里，一直被吸進(jìn)黑洞中心。沒有電磁波可以逃離這個黑洞。”崔鐵軍向《科學(xué)美國人》雜志描述“人造黑洞”時說。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”是一個直徑22 厘米的裝置。它有60 個同軸環(huán)，外層由40 個同心環(huán)組成。通過特別設(shè)計，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)把這臺儀器描述成“一個超強(qiáng)吸波裝置”。可以這樣聯(lián)想，一臺“人造黑洞”仿佛一臺吸力強(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，這樣一個超強(qiáng)吸波裝置仿佛正在打開一座看不見卻內(nèi)容豐厚的“寶藏”，用它來吸收太陽能，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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