新实验中使用的超流氦（He II）通常用于快速冷却物体。然而，研究作者发现了 He II 的新用途——模拟黑洞影响下的弯曲时空。

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黑洞是一个时空区域，其中的引力非常强大，任何东西（甚至光量子）都无法逃脱。这些区域是由于恒星在死亡阶段受到强烈压缩而形成的。银河系中心有一个名为人马座A*的黑洞，其质量是太阳的四百万倍。

由于这种超大质量物体不发光，天体物理学家通过黑洞与其他宇宙物体的相互作用来研究黑洞。因此，在2019年，事件视界望远镜能够拍摄到M87黑洞的轮廓，即M87吸引的气体和尘埃的热盘。天体物理学家最近在《自然》杂志上发表了一项研究，他们描述了假设的黑洞所产生的时空曲率。

天体物理学家使用旋转超流氦 (He II)的装置创建了时空曲率模拟，以研究黑洞与其环境的行为和相互作用。氦超流动发生在低于 271 摄氏度的温度下。在此温度下，氦气的运动粘度比水降低了 100 倍，这使得该研究的作者能够在重力（无“摩擦”的相互作用）和 He II 之间进行类比。

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科学家们使用了一种实验装置，其内部的螺旋桨在实验区域中旋转冷却 He II。在旋转过程中，超流氦中形成了量子涡旋（闭合流动轮廓），模拟了黑洞附近的引力条件。随着螺旋桨转速的增加，形成不断扩大的空心涡核。天体物理学家研究了他们建造的实验类似黑洞的蒸发过程，将涡核保持在实验区之外并观察涡流。

该工作的作者还注意到，量子涡旋在超流氦中产生了一定的速度场，这影响了He II表面小波的传播。只有一些高频（相当于高能量）波才有能力在氦表面传播。

“旋转弯曲时空的关键过程，例如超辐射（从旋转黑洞反射的波的放大现象）和黑洞振铃，可以在当前系统中进行研究，只需对螺旋桨速度、容器几何形状进行小幅调整，或者通过动态改变流动参数。”研究人员补充道。

新的模拟将提供研究地面条件下黑洞产生的时空曲率的机会，而无需使用望远镜和其他设备，由于上述原因，这些设备通常无法对此类设备做太多事情。