人造黑洞

知識新知 11/01/2009


科學家在實驗室裡,已創造出一個具有能吸入光線類似黑洞作用的裝置,引起關注類,這也可能會有其他方面的應用。

物理學家最近發明一種大小約二十二公分,幾乎可以放進大衣口袋的袖珍型「黑洞」,可以將微波吸入並轉化成熱能。

這個精巧的裝置採用一種稱作「超物質」(metamaterials)的材料製成。超物質具有特殊結構能夠使光線彎曲,之前曾被科學家拿來製作「隱形毯」和「超級透鏡」。這個最新發明來自南京東南大學的陳強和崔鐵軍,其研究成果已先行於科學論文預印本(ArXiv)網站發表。

真正的黑洞非常巨大,無法操弄。譬如銀河系中心黑洞相當於三百六十萬個太陽質量。黑洞的質量大到使得周圍空間嚴重扭曲,就連附近的光都可能被吸進去無法逃脫。

新的「黑洞」一樣能彎曲光線,但原理大不相同。一般黑洞靠的是重力場,而該裝置是由六十個同心金屬共振圈所組成。當光線通過時,這些共振圈會影響光波電磁場而使其向圓心偏折。光線以螺旋的方式接近中心,最後被內部二十層共振圈轉換成熱能。崔鐵軍認為實驗結果就如同光給核心吸進去一般。

英國倫敦帝國學院的理論物理學家潘卓(John Pendry)大感驚訝,他說「黑洞」是目前超物質相當特殊的應用之一。不過他也認為這個裝置與黑洞不能完全類比。真實的黑洞會因為強大重力場作用產生所謂的「霍金輻射」。上述光學裝置內部並不含能源,無法發出霍金輻射。

有人覺得這個桌上「黑洞」不如稱作「黑體」。因為單靠吸光不足以定義黑洞,就像能發光的東西不見得就是星星。更何況它目前只能夠吸收微波,最後還能以熱的形式從系統中釋放出來,這些都與目前科學家對黑洞的認知有所不同。

崔鐵軍對這項新發明充滿信心。他希望年底之前研究小組能開發出適用於可見光波段的材質。假使成功便可以將該技術應用在像是太陽能電池等其他領域之中。
【知識通訊評論月刊八十五期】2009.11.01

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