Черные дыры могут возникнуть и без коллайдера

Возникновение черных дыр при столкновении частиц высоких энергий, в том числе внутри коллайдера или прямо в атмосфере Земли, вполне возможно. Расчеты физиков из Канады и США доказывают, что для этого требуется намного меньше энергии, чем принято было думать ранее.

Процесс рождения черных дыр, ранее рассматривавшийся как сугубо гипотетический, все-таки возможен в тех условиях, которые будут достигнуты на Большом адронном коллайдере (LHC), говорится в статье двух физиков-теоретиков из Университета Британской Колумбии в Канаде и Принстонского университета в США, которая будет опубликована в журнале Physical Review Letters (препринт, то есть предварительный вариант статьи, уже выложен в открытый доступ).

Более того, согласно построениям ученых, черные дыры могут возникнуть и вне Большого адронного коллайдера, в ранее построенных установках.Апокалипсис? Простите, но это не новость!

Черные дыры, рождающиеся в ускорителе, стали предметом апокалиптических прогнозов еще до запуска LHC - первый раз подобные опасения высказывались в отношении американской установки RHIC, коллайдера меньших масштабов. В RHIC физики в ходе экспериментов сталкивали друг с другом ядра атомов свинца, и именно тогда, еще в 1999 году, руководство Брукхэвенских лабораторий рассмотрело подобный сценарий.

Что такое коллайдер?

«Коллайдер» - это ускоритель, сталкивающий пучки частиц. Название дано от английского глагола to collide, сталкивать.

Выводы ученых были однозначны - «нормальной» черной дыры, способной легко поглотить Землю, а со временем и Солнце, ни RHIC, ни какое-либо еще созданное на основе современных технологий устройство не может даже гипотетически. А вот создать микроскопическую черную дыру, которая тут же и исчезнет во вспышке излучения, в принципе, возможно - хотя на тот момент и эта гипотеза (о том, что дыра вообще появится) не была подкреплена расчетами.

Смотрите также

«Не подкреплено расчетами» вовсе не означало того, что вместо мгновенно исчезающей черной дыры могла получится «нормальная». Бытовая аналогия: хватит ли суммы в сто рублей на покупку, к примеру, небольшого мешка кофе в Колумбии? Большинство читателей вряд ли сможет без отдельного исследования дать ответ на этот вопрос - однако совершенно очевидно, что на покупку трехкомнатной квартиры на Садовом кольце в Москве этих денег будет как-то маловато.

Про страшную историю с черными дырами тогда же и забыли бы, но прошло время, аргументы ученых из Брукхэвенских лабораторий стерлись из памяти широкой общественности (хотя в открытом доступе все материалы остались), и тут, к 2008 году, как раз подоспел, после целой серии задержек, запуск LHC!

В Большом адронном коллайдере энергия частиц намного выше, чем в RHIC, более того, даже предварительные запуски пучков частиц в коллайдер уже поставили мировой рекорд по энергии.- ну как тут было забыть о черных дырах? Никак.

В сети тут же возникли сайты с отсчетом времени «до конца света» (произвольно выбранная дата где-то после запуска LHC), панические прогнозы неизвестных «экспертов» и даже эффектные ролики, показывающие, как планету пожирает черная дыра. Сейчас, когда появились еще и расчеты, свидетельствующие о реальности черных дыр, вся эпопея со страхами вокруг LHC явно выходит на новый виток. Но вот есть ли в этом какой-то смысл?Масса имеет значение

Изложение статьи ученых необходимо предварить напоминанием: черной дырой называют объект, который из-за своей очень высокой массы не выпускает со своей поверхности даже свет. Радиус черной дыры зависит от ее массы: чем масса больше, тем больше и этот радиус.

Массы нашей планеты, например, хватит лишь на черную дыру диаметром меньше сантиметра. Если взять массу, к примеру, кирпича, то и полученная черная дыра будет размером много меньше одного протона. А из того вещества, которое есть в разогнанном пучке протонов внутри LHC, и вовсе могут получится черные дыры еще меньшего размера.

Помимо радиуса, масса черной дыры определяет еще одно ее свойство - время жизни. Чем меньше масса, тем быстрее исчезает черная дыра, оставляя на месте себя лишь вспышку излучения и элементарные частицы: таковы предсказания той же теории, в рамках которой черные дыры малой массы вообще возможны.Возможность

Между «возможно в принципе» и «возможно» есть тонкая грань: «возможно в принципе» означает то, что никаких запретов на событие нет, но нет и расчетов, подтверждающих такую возможность.

Как утверждают Мэттью Чоптуик и Франс Преториус, авторы исследования, они впервые путем расчетов показали, что столкновения частиц с энергиями около достижимой на LHC, могут привести к рождению черных дыр. Более того, рождение черных дыр может происходить и при намного меньшей энергии столкновении - вплоть до отметки примерно в 2 ГэВ - два гигаэлектронвольта. Такую энергию приобретет электрон, пролетевший между точками с разностью напряжений в два миллиарда вольт.

Это число ставит жирный крест на всех страшных прогнозах разом: ибо уж чего-чего, а столкновений элементарных частиц с такими энергиями происходит предостаточно и вне LHC. Даже ускорители, построенные в конце 1950-х годов, могли выдать такую энергию, а уж о том, что прилетающие к Земле космические лучи часто по энергии превосходят и частицы из LHC, и говорить нечего.

Это значит, что рождение черных дыр происходит на Земле постоянно. Прямо сейчас какая-нибудь частица может пересекать границы Солнечной системы затем, чтобы через несколько часов войти в атмосферу над вашим домом и там в столкновении с ядрами атомов породить черную дыру, которая тут же и исчезнет, не успев ничего поглотить и не представляя никакой угрозы.

Более того, только благодаря расчетам и можно узнать о том, что в какой-то момент времени возникала именно черная дыра, а не просто два протона при столкновении пролетели вплотную друг к другу.