残疾物理学家:没有因为霍金辐射而获诺奖的遗憾

残疾物理学家:没有因为霍金辐射而获诺奖的遗憾

2023-03-25    04'28''

主播: 百利天下留学

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介绍:
你好,这里是百利留学声,我是为你带来100位诺奖得主传奇故事的Yoyo老师。今天继续为你介绍史蒂芬•霍金。有人说,霍金简直是另一个爱因斯坦。尽管他本人从未接受这个说法,但足矣看出霍金的研究成果对物理学领域的发展有多么大的影响力。这样伟大的物理学家为什么没有获得诺贝尔物理学奖呢?因为霍金辐射还没有被观测到。 人们一直觉得诺贝尔奖的评审颁发有很多不妥当的地方。很多次,诺贝尔奖被颁给了错误的人选,却忽略了应得之人。也有很多次,它被颁给了配不上这个奖的成果,或者是过高估计了某个成果带来的进步。但诺奖委员会似乎一直都坚持着一个原则,那就是,一个人单纯做出理论上的进步并不会赢得该奖,除非其理论得到观察或实验的证实。 霍金面临的情形尤其悲催,要观测到霍金辐射可以说是困难重重。比如,在观测黑洞辐射之前,你先得锁定一个黑洞的位置。而第一个得到学界广泛认可,认为是黑洞天体系统的是一个叫做天鹅座X-1的系统。从20世纪70年代早期到90年代早期,数百名科学家同心协力,历经大约20年的实验工作,才得到这一成果。自那之后,科学家找到并确定了很多黑洞。 但还有另一个问题--黑洞的“霍金温度”。这个温度非常接近绝对零度,目前的技术完全无法探测到。并且,一般情况下,黑洞失去可观测到的质量所需的时间是1067年,这个时间长得让人无法想象(现在宇宙的年龄大约为1010年)。所以我们根本没办法观测到黑洞质量的减少。 在霍金去世一年多后,2019年,以色列理工学院的物理学家在实验中终于发现了支持霍金辐射的一个间接证据。这些科学家从黑洞的“声波模拟”实验开始,想象有一种流体,其流速比声速还要快。由于流体流动的速度极快,如果其中夹杂着声源,那么我们知道声波不会逃逸到跟流体流向相反的方向--它们的速度不可能比流体的速度更快。这与黑洞不允许任何信号(比如光的光子)脱离其引力的性质类似。科学家们的问题是,在这个模型中,他们会观察到类似于霍金辐射的现象吗? 以色列科研人员实验中使用的液体由100,000个超冷铷原子组成,它们的作用就好比是黑洞。声音的量子化粒子被称为“声子”,起到的作用好比光的粒子,即光子。科学家们发现,一些声子确实可以从那个声音黑洞中逃脱,逃逸能量的特征与史蒂芬的预测相符。这就是用声子所做的模拟霍金辐射的实验。这个实验或许已经足够支持霍金获得诺贝尔奖,但诺贝尔奖的颁发还有一条规矩,那就是不颁给已故的人。就这样,霍金是公认最有资格获得诺贝尔物理学奖的人之一,却始终无缘诺奖。 霍金的故事对我们很有启发,身体健康的我们是否能够和霍金一样珍惜人生的每一天,发现自己的热爱并持之以恒地投入进去呢?如果你还想了解更多霍金的故事,可以翻看一下《史蒂芬•霍金:友谊与物理学的回忆》这本书。或者,在百利天下教育APP的“读书会”栏目找到这本书的讲书视频,从中你还能了解霍金如何看待人际关系,他在伴侣、朋友、学生眼中是什么样的人。感谢你的聆听,我们下周一见!