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一份新的报告描述了一种模拟黑洞视界的方法——那个臭名昭著的有去无回的点，光和物质永远消失的边界——只需使用沿光纤传输的光脉冲即可。幸运的是，研究人员将能够使用该系统来研究从人工视界中出现的微弱粒子，这些粒子类似于物理学家斯蒂芬·霍金理论上从真实黑洞中流出的霍金辐射。
天文学家可以看到的黑洞，例如我们银河系等星系核心的超大质量庞然大物，周围环绕着热气云，这使得详细研究它们的视界变得困难。尽管研究人员推测，微观（量子）黑洞可能会在最高能量粒子加速器内部的碰撞或宇宙射线撞击大气层时产生，但这些效应仍然是推测性的。
苏格兰圣安德鲁斯大学的物理学家乌尔夫·莱昂哈特说：“我们正在尝试创建一个类似于黑洞视界的物体，然后在真实的实验室环境中研究黑洞的量子物理学。”
马里兰大学帕克分校的理论物理学家特德·雅各布森指出，这可能说起来容易做起来难。他说：“与我见过的任何其他方法相比，在短期内建立它并进行有用的测量似乎更可行，”但他指出，如果可以调整脉冲以释放霍金辐射，这些粒子仍然可能被视界的其他效应所淹没。
当物质和能量变得非常密集以至于在自身引力作用下内爆时，黑洞就诞生了，在时空结构中穿出一个洞，称为奇点。将奇点想象成一条充满鱼的（引力）河流尽头的瀑布。河流在接近瀑布时加速，而经过的光波就像向上游游泳的鱼。如果他们冒险过于靠近瀑布（河流的视界），无论他们游泳多快，都会一头栽下去。
这种类比非常接近，以至于研究人员提出了以数十种不同的方式创建黑洞类似物，试图研究引力（河流）和量子粒子（鱼）之间仍然神秘的相互作用。您可以通过将液体倒入平面上来轻松地创建您自己的视界[请参阅幻灯片]。
莱昂哈特和他的同事解释说，产生黑洞类似物的关键是迫使流体状介质比波纹在其间传播的速度更快地晃动。为了他们的演示，发表在《科学》杂志上，研究人员利用了这样一个事实，即当光脉冲以光速穿过光纤时，它会扭曲光纤的折射率（衡量光波穿过材料的难易程度）。实际上，脉冲充当了光的减速带。
研究人员将一个红色脉冲通过光纤发送，然后是一束较长波长、移动更快的红外光，以追逐该脉冲。红外光束的波长缩短或蓝移，表明其波前堆积在脉冲的后缘之后，莱昂哈特说。从技术上讲，蓝移是白洞视界的一个特征，它就像一个由内向外的黑洞，可以阻止任何光线穿过它，但研究人员指出，脉冲的前缘会模仿黑洞的视界。
莱昂哈特说，如果研究人员可以改进这项技术以使脉冲更尖锐——像鲨鱼鳍而不是小山——他们也许能够研究物理学家斯蒂芬·霍金在 1970 年代想象的一种效应。他认为，量子不确定性应该在黑洞的视界上产生成对的粒子，这样每对粒子中的一个成员就会向下游流入奇点，而另一个成员则会逃逸。外发的霍金辐射会使黑洞像热煤一样发出微弱的光芒，并会逐渐将其缩小为虚无。
霍金辐射作为一个想法经受住了时间的考验，但在真实黑洞周围的漩涡中直接探测它是根本不可能的。雅各布森说，他不希望在光纤中展示类似的效应会证实任何人心中的霍金预测。但它可能会激发新的想法，他说，并补充说，“它甚至可能引导人们获得与理解霍金辐射的最初问题无关的有用见解或技术。”