霍金輻射是黑洞研究中最核心的概念之一，卻也是最難驗(yàn)證的。這種由黑洞邊緣發(fā)出的微弱粒子流，強(qiáng)度低到根本無法直接觀測(cè)。幾十年來，理論物理學(xué)家被困在這個(gè)僵局里：你知道它存在，卻永遠(yuǎn)無法用實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

現(xiàn)在，幾支研究團(tuán)隊(duì)找到了一條繞過觀測(cè)困境的路徑。他們沒有建造更大的望遠(yuǎn)鏡，而是轉(zhuǎn)向了一種被稱為"雙重復(fù)制"（double copy）的數(shù)學(xué)工具——這個(gè)2010年被發(fā)現(xiàn)的理論，能把廣義相對(duì)論的計(jì)算"翻譯"成粒子物理學(xué)的語言。

這兩個(gè)理論本屬于物理學(xué)的不同陣營。標(biāo)準(zhǔn)模型描述微觀粒子的行為，廣義相對(duì)論則解釋引力。表面上看，它們毫無交集。但雙重復(fù)制揭示了一個(gè)隱藏的數(shù)學(xué)對(duì)稱性：廣義相對(duì)論中的許多現(xiàn)象，在標(biāo)準(zhǔn)模型里都有對(duì)應(yīng)的粒子版本，只是公式中某個(gè)部分出現(xiàn)了兩次。

倫敦瑪麗女王大學(xué)的理論物理學(xué)家Chris White說："這讓我們能夠計(jì)算以前完全無法計(jì)算的東西，只是用一種巧妙的方式回收已有的結(jié)果。"

問題在于，霍金輻射一直缺失這個(gè)"翻譯版本"。它連接了極大與極小——龐大的黑洞向外噴射微觀粒子——這種跨尺度的特性讓雙重復(fù)制難以套用。White團(tuán)隊(duì)剛剛在《高能物理雜志》接受發(fā)表的論文中，完成了這個(gè)缺失的環(huán)節(jié)。

他們的發(fā)現(xiàn)是：在標(biāo)準(zhǔn)模型的語言里，霍金輻射的數(shù)學(xué)對(duì)應(yīng)物是一個(gè)帶電粒子，從一個(gè)正在坍縮的帶電物質(zhì)球殼上散射出去。這個(gè)場(chǎng)景與黑洞發(fā)射霍金輻射在數(shù)學(xué)上完全等價(jià)。

另外兩組研究者在2月的《物理評(píng)論快報(bào)》上獨(dú)立發(fā)表了幾乎相同的結(jié)論。亞利桑那州立大學(xué)的Cynthia Keeler評(píng)價(jià)稱，找到霍金輻射的雙重復(fù)制類比"構(gòu)成了這些技術(shù)的重大進(jìn)展"。

對(duì)物理學(xué)家Anton Ilderton來說，這一系列論文的意義在于證明：黑洞的物理本質(zhì)已經(jīng)被編碼在標(biāo)準(zhǔn)模型之中，只是需要正確的數(shù)學(xué)透鏡才能看見。