Может ли в Большом адронном коллайдере возникнуть черная дыра

Наука и ТехникаНаука и Техника

Может ли в Большом адронном коллайдере возникнуть черная дыра

На Большом адронном коллайдере в ходе экспериментов сталкиваются пучки частиц с очень высокой энергией. Могут ли такие события породить черные дыры?

Некоторые обыватели считают, что физики «не понимают, что творят» на своих коллайдерах, ведь в экспериментах могут возникнуть черные дыры, которые поглотят планету. На самом деле, на сегодня не удалось зафиксировать появление даже квантовой черной дыры

Черные дыры образуются в космосе, когда звезды с массой более десятка солнечных, коллапсируют в конце своей жизни и концентрируют очень большое количество материи в очень маленьком пространстве. Образующиеся в результате объекты настолько плотны, что их гравитационное притяжение не позволяет попавшему в них свету выйти за пределы горизонта событий.

Предположения о черных дырах в Большом адронном коллайдере (БАК) не беспочвенны, однако они касаются так называемых квантовых черных дыр. Они могут образоваться при столкновении пар протонов, однако физики не уверены в существовании таких объектов. Создание квантовой черной дыры на БАК было бы не только очень неожиданным, но и очень волнующим событием. Это позволило бы физикам узнать о самой неуловимой силе природы — гравитации.

Создание черной дыры в БАКе подтвердило бы теорию о том, что наша Вселенная не является 4-мерной (3 пространственных плюс 1 временное измерение), а действительно содержит другие измерения. Точно так же, как теория относительности или квантовая механика произвели революцию в нашем мышлении, открытие существования дополнительных измерений стало бы новой важной вехой в нашем понимании Вселенной.

Но, как мы уже заметили в начале, нет никаких доказательств того, что даже квантовые черные дыры могут возникнуть в результате столкновений частиц в коллайдере. Помните: столкновения частиц в физических экспериментах и в природе происходят постоянно на протяжении многих лет. Однако, мы все еще живы, и ни одна черная дыра не поглотила нашу планету. Так что волноваться не о чем.

09:09
52
01:16
Мы привыкли считать, что черные дыры «засасывают» материю, но, по правде говоря, они могут взаимодействовать с ней лишь гравитационно. При массе в 5 х 10-20 граммов, эта гравитационная сила будет чрезвычайно малой: все, что она сможет сделать, это проходить через центр Земли снова и снова, ожидая столкновения с элементарной частицей. Поскольку поперечное сечение нашей черной дыры очень маленькое, а поперечное сечение протона (или нейтрона) очень большое, можно предположить — чтобы спасти аргумент, — что всякий раз при столкновении черная дыра будет поглощать протон или нейтрон.

Если допустить, что она поглощает каждый протон, нейтрон или электрон, с которым вступает в контакт — и принимать во внимание ее гравитацию, чтобы понять, что она притягивает, — она будет поглощать порядка 66 000 протонов и нейтронов в секунду. Конечно, 66 000 протонов и нейтронов — это мелочи с точки зрения массы: 1,1 х 10-25 граммов. Такой темп роста будет постоянным, пока черная дыра не станет довольно большой; только при массе в миллиард метрических тонн черная дыра будет расти быстрее, поскольку ее поперечное сечение увеличится. Захватывая 66 000 нуклонов в секунду, как долго, думаете, черная дыра будет набирать килограмм? Три триллиона лет. За это время погаснет Солнце — даже Вселенная столько не существует.

Так что, даже если вы сделаете черную дыру и даже если законы физики неверны, а черная дыра будет жить вечно, она будет безвредной. Независимо от того, сколько законов физики мы отбросим, пересмотрим или изменим, Земля все равно будет в порядке.