科學家首度在實驗室打造「黑洞炸彈」 驗證50年前理論

物理學家首次在實驗室中成功模擬出「黑洞炸彈」現象，這項突破性研究證實了半世紀前提出的理論。1972年，物理學家威廉·普雷斯和索爾·特科爾斯基曾提出「黑洞炸彈」理論，描述當鏡麵包圍旋轉黑洞時，會反射並指數級放大黑洞發出的波動。

這項最新研究由英國南安普敦大學、格拉斯哥大學，以及義大利國家研究委員會光子與奈米技術研究所的團隊共同完成。研究成果已於3月31日發表在預印本平臺Arxiv上，目前正在接受同儕審查。這項突破將幫助天體物理學家更深入理解黑洞的旋轉機制。

這項研究的理論基礎可追溯至1969年諾貝爾獎得主羅傑·彭羅斯提出的「黑洞超輻射」概念，以及1971年白俄羅斯物理學家雅科夫·澤爾多維奇發現的「澤爾多維奇效應」——即旋轉物體在特定條件下能放大電磁波。

研究團隊巧妙運用澤爾多維奇效應設計實驗：他們用電動馬達驅動鋁製圓柱體旋轉，並在外圍設定三層金屬線圈作為反射鏡。當研究人員向圓柱體施加微弱磁場時，觀察到反射的磁場強度明顯增強，證實了超輻射現象。

更令人振奮的是，當研究人員移除初始磁場後，電路自發產生的波動仍被旋轉圓柱體放大，導致線圈積聚大量能量。格拉斯哥大學物理研究員瑪麗亞·基亞拉·布拉伊多蒂表示：「我們不僅觀察到放大現象，更見證了系統從穩定狀態轉變為自發波產生的不穩定過程。」

南安普敦大學研究員瑪麗昂·克羅姆分享實驗過程時說：「有時我們把系統推到極限，導致電路元件爆炸！這既刺激又充滿實驗挑戰。」雖然這並非真實黑洞，但這個類比實驗證明瞭旋轉超輻射和指數放大是具有普遍性的物理現象。

布拉伊多蒂指出，這項模型將幫助物理學家理解黑洞旋轉機制，並探索天體物理學、熱力學與量子理論交叉領域的奧秘。目前該研究正在接受學術期刊的同儕審查。