Всякий раз, когда мы раздвинуть границы знания, это сопряжено с риском и перспективой награды. Рисков много: не найти ничего нового не удалось провести или неработающих эксперимент, чтобы вызвать сбой, если дела пойдут наперекосяк. Но награда может быть огромной: приобретение новых знаний, новых технологий и прорыв для всей человеческой науки.
Одним из мест, олицетворяющих все это, является большой адронный коллайдер (lhc) в ЦЕРН, где мы начали сталкивать протоны на самых высоких энергий, когда-либо достигнутых в ускорителях элементарных частиц. Пару лет назад мы побили прежний рекорд 2 Тэв (teraelectronvolt, или 1012 эВ), которая была создана Лаборатория Ферми — ускорения частиц до 3,5 Тэв и столкнув их вместе, достигая суммарной энергии 7 Тэв. Это открытие не только позволило нам не только создать огромное количество неуловимых элементарных частиц (топ-кварк, W-и Z-бозоны), но и открыть совершенно новые фундаментальные частицы, последняя неоткрытая частица стандартной модели: бозон Хиггса.
Обновлен бака позволяет нам получить около 13-14 Тэв полной энергии. Если нам повезет, внушительное количество столкновения на таких энергиях, в сочетании с невероятной детекторов, что позволит нам создавать и открывать невиданные частицы в лаборатории. И, конечно, это открывает пространство для невероятной (и абсурдные) заявления, такие как:
«Ученые на большом адронном коллайдере надеются войти в контакт с параллельной Вселенной».
«Большой адронный коллайдер проблемы «Теория большого взрыва».
«Игры со Вселенной может уничтожить нас: учрежден в коллайдере черные дыры проглотит нас».
И если первые два — это бред, неправильные научные сведения, третье заявление сея страх среди населения, поднимая свою уродливую голову, когда танк начинает работать.
Откуда ноги растут у этого дерьма? Давайте выясним.
Существует ряд теорий, предсказывающих существование дополнительных измерений. Не только три пространственных и одно временное, которое, как мы знаем, присущи в нашем четырехмерном пространстве-времени, но по крайней мере, одного пространственного измерения в нашей Вселенной. И хотя мы не можем открыть эти измерения на свободных энергий, считается, что, до такой степени, что все меньше тех, с кем мы имели дело с, и соответствуют высшим энергиям, эти дополнительные измерения существуют.
И если эти дополнительные измерения существуют, существует также теоретическая вероятность, что вы можете создать крошечные, миниатюрные, микроскопические черные дыры!
Когда мы делаем это, мы бы добились невероятного технологического и научного подвига, которые навсегда изменили наше понимание Вселенной. Но когда вы говорите «черная дыра», люди, мгновенно (и не зря) представьте себе катастрофическую картину чего-то, поглощая материю любого вида, потребляя протоны, нейтроны, электроны в наш мир и уничтожить всех и вся.
Но это невозможно по трем причинам. Давайте посмотрим правде в глаза.
Конечно, мы никогда не создавали частиц с такой энергией в лаборатории раньше. Но на высших уровнях энергий — энергий более ста миллионов (100 000 000) выше, чем те, с которыми мы работаем на бак — частицы постоянно сталкиваются с Землей: это космические лучи, которые бомбардируют нас со всех сторон пространства.
Эти черные дыры, если они существуют, засыпали Земли (и всех планет) на протяжении всей истории нашей Солнечной системы и солнце, и нет ничего, что указывало бы, что любое тело в Солнечной системе, превратилась в черную дыру или был съеден он.
И тогда вы можете утверждать, что эти объекты двигались слишком быстро и поэтому просто проходят сквозь землю, едят слишком мало материи, чтобы остаться внутри, и улететь в межгалактическое пространство. В этом случае нужно успокоить вторая причина.
Если существуют дополнительные измерения, можно предположить, что они могут быть только определенного типа, что позволяет (опять же, редко, но метко) в виде микроскопических черных дыр. Такая черная дыра будет иметь массовый эквивалент энергии Протон-протонных столкновениях, до 13-14 Тэв. Согласно формуле Е=mc2, это соответствует массе 5 х 10-20 грамм, а скорее всего даже меньше.
Но даже, если вам будут нужны дополнительные замеры величины и правильного типа, и вы делаете это черная дыра, проблема останется: он будет нестабильным. Благодаря законам квантовой механики, эта черная дыра будет распадаться в процессе излучения Хокинга. Для черной дыры массой 5 х 10-20 грамм, время распада в трех измерениях будет о 10-83 секунд, даже существованием назвать сложно. В физике смысл, нужно время, по крайней мере 10-43 секунд или дольше. Обращаясь к массе черной дыры, он должен взвесить по крайней мере от 0,00002 грамма, чтобы получить шанс на существование.
В четырех измерениях, однако, особенно если один «лишний» будет здорово, время тления составляет 10-23 секунд. Но чтобы предотвратить ожидаемый крах этой крохотной черной дыры, нужно выбрасывать известными законами физики. И эти законы настолько хорошо проработана, что нет ни малейшей вероятности их опровергнуть, это как проснуться утром, чтобы увидеть восход солнца на Западе.
Но допустим, что есть новые законы физики, которые мы еще не знаем, и эти черные дыры вдруг станет стабильной. Вы делаете черную дыру — такой крошечный находится в центре Земли, и она не ломается. Если она поглотит землю? И если да, то как быстро? Это приводит нас к третьему и последнему условию, и не забывайте: мы дважды отвергали известные законы физики для того, чтобы сделать этот бред можно.
Мы привыкли думать, что черные дыры «засасывают» материю, но на самом деле, они могут взаимодействовать только гравитационно. Вес 5 х 10-20 грамм, это гравитационная сила будет чрезвычайно мал: все, что она может сделать, это пройти через центр Земли снова и снова, ожидая столкновения с элементарной частицы. Поскольку сечение нашей черной дыры очень мала, а площадь поперечного сечения протона (или нейтрона) очень большие, мы можем предположить — чтобы сохранить аргумент, что всякий раз, когда столкновение черной дыры будут поглощать Протон или нейтрон.
Если предположить, что он поглощает каждый Протон, нейтрон или электрон, который вступает в контакт — и учитывать его тяжести, чтобы понять, что она привлекает, она будет поглощать около 66,000 протонов и нейтронов в секунду. Конечно, 66,000 протоны и нейтроны — это мелочи, с точки зрения масс: 1,1 х 10-25 грамм. Этот темп роста будет постоянной до тех пор, пока черная дыра становится достаточно большой, и только когда масса миллиарда метрических тонн черной дыры будет расти быстрее, потому что его поперечное сечение увеличится. Захватив 66,000 нуклонов в секунду, как вы думаете, долго ли черная дыра будет набирать килограммы? Три триллиона лет. За это время солнце — так даже Вселенной не существует.
Поэтому, даже если вы сделаете черную дыру и даже если законы физики это неправильно, и черная дыра будет жить вечно, она будет безвредна. Независимо от того, сколько законы физики, мы будет отменить, пересмотреть или изменить, Земля все еще будет хорошо.
Так что не бойтесь. Мы пытаемся исследовать мир в совершенно безопасным способом. Любые страхи могут быть развеяны — достаточно обратиться к ученым и спросите. Они не сумасшедшие.
