排水 在水箱黑洞模拟中首次观察到背反应
【 排水|在水箱黑洞模拟中首次观察到背反应】科学家通过研究揭示了对黑洞行为的新见解，这些研究表明了可以如何模拟一种称为背反应的现象。
背反应，英文：backreaction，指在理论物理学中，通常需要使用它来计算粒子或物体在外部场中的自洽行为。当一个粒子被认为没有质量或具有极小的电荷时，这可以说是忽略了背反应。但是，一个实物也通常携带质量和电荷。这些属性意味着需要修改原始环境的模型以实现自洽。例如，可以将粒子描述为有助于广义相对论中的空间弯曲。考虑到粒子特性对模型隐含的背反应约束，是一种比忽略那些约束更精确的模型的方法。
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在非均匀宇宙学中，在宇宙的相对论模型中考虑了结构的形成，术语“背反应”用于度量平均过程的非可交换性。
这来自爱因斯坦场方程的非线性和时空空间切片的动态演化。后反应在可能导致替代暗能量方面的作用是宇宙学家争论的一个公开问题。均一性长度尺度的存在可以认为是具有和不具有反反应的计算得出相同结果的尺度，这种规模的存在需要实验确认。
诺丁汉大学的研究小组利用他们对黑洞的模拟，其中包括专门设计的水箱，这项研究是第一个证明可以在实验室实验中模拟黑洞周围环境引起的演化的模拟。该最新研究结果论文发表在最近的《物理评论快报》上。
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研究人员使用了一个由排水涡流组成的水箱模拟器，这模仿了一个黑洞，因为离排水口太近的波浪被拖向塞孔，无法逸出。在过去的十年中，诸如此类的系统越来越受欢迎，作为在受控实验室环境中测试重力现象的一种手段。特别是，在涉及量子光学的模拟黑洞实验中已观察到霍金辐射。
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研究人员使用这种技术首次表明，当将波发送到模拟黑洞中时，黑洞本身的属性会发生显着变化。在他们的特定实验中，这种作用的潜在机理有一个非常简单的解释。当波浪接近排水口时，它们会有效地将更多的水推向塞孔，导致水箱中的水总量减少。这导致水高的变化，在模拟中，这对应于黑洞特性的变化。
研究人员解释说：“很长一段时间以来，尚不清楚背反应是否会导致驱动流体流动的模拟系统发生任何可测量的变化，例如，使用泵我们已经证明了模拟黑洞，就像它们的引力对应物一样，本质上是背反应系统；我们发现，移动的波浪将水推向塞孔，从而显着改变了排水速度并因此改变了模拟黑洞的有效引力。”
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令研究人员惊奇的是，这种背反应足够大，以至于导致整个系统的水位下降很多，可以目睹！这真是出乎意料。该研究为实验性探测波与波时空之间的相互作用铺平了道路。例如，这种相互作用对于调查实验室中的黑洞蒸发至关重要。
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