黑洞到中国来了

“黑洞”的大名几乎家喻户晓，尽管最初它被认为是仅仅存在于理论中的怪胎，但现在几乎人人都能准确地说出它的主要特点：黑洞引力场很强，能把身边所有的东西都吸进去，就算是光也逃不出来。对于科幻作家而言，黑洞是影视文艺中吸引眼球的优质题材，不过黑洞似乎离现实生活都无比遥远。

2009年10月，东南大学的两位科学家崔铁军和程强，制造了人类历史上第一个 “微波黑洞”。就像黑洞的一贯特征一样，它能够将绝大部分入射的微波吸入其中。从此，“黑洞”的概念不再只是遥不可及的狂想和理论 “黑洞”正一步步地走近我们的身边—只不过，它和传统意义上的黑洞略有不同，它是一个不产生超强引力场的人造“光学黑洞”。

无法逃离的冷酷深渊

黑洞给人的印象是一个非常冷酷的家伙。宇宙中的黑洞一般是由濒临死亡的大恒星坍缩而形成，体型巨大，食量惊人。如果这个恒星生前有一颗伴星围绕在周围，那么黑洞不管三七二十一，会将它的伴侣一点点地吞噬。从伴星的表面流失的高温气体，形成几股绵延千万公里的螺旋线，在逐渐落入黑洞之前剧烈摩擦，产生了大量的X射线，像是落入深渊前的绝望呼喊。　

地球外面过于遥远的黑洞可以暂时不考虑，地球上的“黑洞”却惹出了大麻烦。2008年，位于瑞士日内瓦近郊的大型强子对撞机（The Large Hadron Collider，缩写为LHC）启动前夕，许多人担忧LHC运行中产生的巨大能量可能会制造出一个微型的黑洞来。对此，LHC的科学家解释说，这样的担心同样没有必要。从理论上讲，LHC的能量标度远远低于量子引力的最低标度，就像厨房里的炉火不能使水中的氢原子发生核聚变一样，LHC也不能产生黑洞。

有望改变太阳能未来

东南大学的两位科学家崔铁军和程强，利用曾被用来实现“隐身斗篷”的超材料（本报9月28日新知版有相关报道），制造了人类历史上第一个“光学黑洞”—“微波黑洞”。微波是一种波长在几毫米到几分米之间的电磁波。经过数值模拟计算和实验分析，这个“微波黑洞”能够将绝大部分入射的微波吸入其中，微波的频率越高，被吸入的比例就越大。这个装置对低频率的微波“网开一面”的原因是，“光学黑洞”原理中的物理学计算采取了一些必要的近似，而这些近似要求电磁波具有很高的频率。太阳辐射的能量主要集中在可见光和红外线波段，这些辐射的频率都比微波高得多。因此，进一步制造适应这个波段的“光学黑洞”，在理论上是可行的。

如果相同思路的“光学黑洞”能够研制成功的话，有可能为太阳能产业带来新的思路。首先，市场上太阳能电池的平均效率只有10%-15%，其他大部分能量都变成了无用的热能。如果利用“光学黑洞”，让更多的阳光射向太阳能电池，就可以增加它同太阳光的有效接触面积。其次，太阳能电池平均使用寿命是20年左右，如果能够将现在圆盘式的“黑洞”加以改进，研制出能够适应多种光照条件和气候条件的“光学黑洞”外壳，就可以把太阳能电池的发电部分从室外搬到室内，从而大大提高其使用寿命，增加其经济价值。同时，发电装置的集中，意味着产生的无用热能也更加集中，人类将太阳能转化为电能的同时，也可以更有效地利用剩余的热能。