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
117
01:16
+2
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.
09:24
+1
Дело в том, что нам, судя по всему, никогда не достичь тех энергий, которые порождает Вселенная. Частицы с энергиями, более чем в 100 млн раз превышающими те, с которыми мы будем работать в суперколлайдере, постоянно бомбардируют Землю и нас. Если те самые теоретические миниатюрные черные дыры действительно существуют, то они появляются при столкновении космических лучей с веществом и нами на протяжении всей истории. Раз с нами до сих пор ничего не случилось, значит, подобные черные дыры не несут в себе совершенно никакой опасности и можно выдохнуть. Даже если однажды человечество дойдет до строительства коллайдера космических масштабов, скажем, вокруг Земли, оно не достигнет энергий Вселенной, так что опасаться нечего. Зато именно ускорители частиц способны дать ответы на такие вопросы мироздания, как, например, существование антиматерии, которая теоретически позволит нам создать варп-двигатель для межзвездных путешествий. Ну а пока для начала запустим 100-метровый суперколлайдер.
На самом деле если мы действительно сможем получить черные дыры, то совершим невероятный технологический и научный прорыв, который навсегда изменит наше представление о Вселенной