2019
6
Всякий раз, когда мы раздвигаем границы знаний, этому сопутствует риск и перспектива награды. Рисков много: не найти ничего нового, провести неудачный или неработающий эксперимент, вызвать разрушения, если все пойдет наперекосяк. Но вознаграждение может быть огромным: получение новых знаний, новых технологий и прорыв для всей человеческой науки.
Одним из мест, олицетворяющих все это, является Большой адронный коллайдер (БАК) при ЦЕРН, на котором мы начали сталкивать протоны при самых высоких энергиях, когда-либо достигнутых в ускорителе элементарных частиц. Пару лет назад мы побили старый рекорд — 2 ТэВ , который был установлен Лабораторией Ферми — разогнав частицы до 3,5 ТэВ и столкнув их между собой, достигнув 7 ТэВ общей энергии. Это открытие не только позволило нам не только создать огромное число неуловимых фундаментальных частиц (топ-кварка, W- и Z-бозонов), но и открыть совершенно новую фундаментальную частицу, последнюю из неоткрытых частиц Стандартной модели: бозон Хиггса.
×
Обновленный БАК позволяет нам набрать порядка 13-14 ТэВ общей энергии. Если нам повезет, внушительное число столкновений на таких энергиях, в сочетании с невероятными детекторами, позволит нам создать и открыть никогда ранее не виденные частицы в этой лаборатории. И, конечно, это открывает целый простор для невероятных (и совершенно несуразных) заявлений, как то:
«Ученые на Большом адронном коллайдере надеются скоро войти в контакт с ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ВСЕЛЕННОЙ».
«Большой адронный коллайдер бросает вызов теории Большого Взрыва».
«Игры со Вселенной могут уничтожить нас: созданные на БАК черные дыры нас поглотят».
И если первые два — это совсем чушь, неверно переданная научная информация, третье заявление сеет страх среди населения, поднимая свою уродливую голову всякий раз, когда БАК начинает работать.
Откуда же ноги растут у этой чуши? Давайте выясним.
Существует ряд теорий, которые предсказывают существование дополнительных измерений. Не только трех пространственных и одного временного, которые, как мы знаем, присущи нашему четырехмерному пространству-времени, но и как минимум еще одного пространственного измерения в нашей Вселенной. И хотя мы не можем получить доступ к этим измерениям при доступных нам энергиях, считается, что в масштабах, которые меньше тех, с которыми мы имели дело — и соответствуют более высоким энергиям — эти дополнительные измерения существуют.
И если эти дополнительные измерения существуют, есть также теоретическая возможность, что можно создать крошечные, миниатюрные, микроскопические черные дыры!
Сделай мы это, мы бы совершили невероятный технологический и научный подвиг, который навсегда изменил бы наше представление о Вселенной. Но когда вы говорите «черная дыра», люди мгновенно (и не зря) представляют себе катастрофическую картину чего-то, засасывающего материю любого рода, пожирая протоны, нейтроны, электроны нашего мира и уничтожая все и вся.
«Ученые на Большом адронном коллайдере надеются скоро войти в контакт с ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ВСЕЛЕННОЙ».
«Большой адронный коллайдер бросает вызов теории Большого Взрыва».
«Игры со Вселенной могут уничтожить нас: созданные на БАК черные дыры нас поглотят».
И если первые два — это совсем чушь, неверно переданная научная информация, третье заявление сеет страх среди населения, поднимая свою уродливую голову всякий раз, когда БАК начинает работать.
Откуда же ноги растут у этой чуши? Давайте выясним.
Существует ряд теорий, которые предсказывают существование дополнительных измерений. Не только трех пространственных и одного временного, которые, как мы знаем, присущи нашему четырехмерному пространству-времени, но и как минимум еще одного пространственного измерения в нашей Вселенной. И хотя мы не можем получить доступ к этим измерениям при доступных нам энергиях, считается, что в масштабах, которые меньше тех, с которыми мы имели дело — и соответствуют более высоким энергиям — эти дополнительные измерения существуют.
И если эти дополнительные измерения существуют, есть также теоретическая возможность, что можно создать крошечные, миниатюрные, микроскопические черные дыры!
Сделай мы это, мы бы совершили невероятный технологический и научный подвиг, который навсегда изменил бы наше представление о Вселенной. Но когда вы говорите «черная дыра», люди мгновенно (и не зря) представляют себе катастрофическую картину чего-то, засасывающего материю любого рода, пожирая протоны, нейтроны, электроны нашего мира и уничтожая все и вся.
Но это невозможно по трем причинам. Давайте разберемся.
1. Если эти миниатюрные черные дыры существуют, то они попадали на Землю миллиарды лет, и Земля все еще вертится.
Конечно, мы никогда не создавали частиц с такой энергией в лабораторных условиях прежде. Но на самых высоких уровнях энергий — энергиях более чем в сто миллионов раз (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 космических направлений.
Эти черные дыры, если бы они существовали, бомбардировали бы Землю (и все планеты) на протяжении всей истории нашей Солнечной системы, а также Солнце, и нет ничего, что указывало бы на то, что хоть какое-либо тело в Солнечной системе стало черной дырой или было ею съедено.
1. Если эти миниатюрные черные дыры существуют, то они попадали на Землю миллиарды лет, и Земля все еще вертится.
Конечно, мы никогда не создавали частиц с такой энергией в лабораторных условиях прежде. Но на самых высоких уровнях энергий — энергиях более чем в сто миллионов раз (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 космических направлений.
Эти черные дыры, если бы они существовали, бомбардировали бы Землю (и все планеты) на протяжении всей истории нашей Солнечной системы, а также Солнце, и нет ничего, что указывало бы на то, что хоть какое-либо тело в Солнечной системе стало черной дырой или было ею съедено.
И тут вы можете возразить, мол, эти объекты движутся слишком быстро и поэтому просто пролетают через Землю, съедая слишком мало материи, чтобы оставаться внутри, и вылетают в межгалактическое пространство. В таком случае вас должна успокоить вторая причина.
2. Если вы действительно создадите миниатюрную черную дыру, она распадется вследствие излучения Хокинга, причем очень и очень быстро.
Если существуют дополнительные измерения, можно предположить, что они могут быть определенного типа, позволяя (опять же, редко, но метко) сформироваться микроскопическим черным дырам. Такая черная дыра будет обладать в лучшем случае массой, эквивалентной энергии протон-протонного столкновения, до 13-14 ТэВ. По формуле E=mc2 это соответствует массе в 5 х 10-20 граммов, и, вероятнее всего, еще меньше.
Но даже если у вас будут дополнительные измерения нужных масштабов, а также правильного типа, и вы сделаете эту черную дыру, останется проблема: она будет нестабильной. Благодаря законам квантовой механики, эта черная дыра распадется в процессе излучения Хокинга. Для черной дыры массой в 5 х 10-20 граммов, время распада в трех измерениях составит порядка 10-83 секунд, это даже существованием назвать сложно. Чтобы физика имела смысл, нужно время хотя бы в 10-43 секунд или дольше. Переводя в массу черной дыры, она должна весить хотя бы 0,00002 грамма, чтобы получить шанс на существование.
В четырех измерениях, впрочем, особенно если одно «дополнительное» будет большим, время распада будет 10-23 секунд. Но чтобы воспрепятствовать ожидаемому распаду этой миниатюрной черной дыры, вам нужно выбросить известные законы физики. А эти законы так хорошо установлены, что нет ни малейшей вероятности их опровергнуть — это как проснуться с утра и увидеть солнце встающим на западе.
Но допустим, что есть новые законы физики, которых мы пока не знаем, и эти черные дыры внезапно станут стабильными. Вы делаете черную дыру — крошечную такую — в центре Земли, и она не распадается. Поглотит ли она Землю? И если да, то как быстро? Это приводит нас к третьему и последнему условию, и не забывайте: мы уже дважды отринули известные законы физики ради того, чтобы сделать этот бред возможным.
2. Если вы действительно создадите миниатюрную черную дыру, она распадется вследствие излучения Хокинга, причем очень и очень быстро.
Если существуют дополнительные измерения, можно предположить, что они могут быть определенного типа, позволяя (опять же, редко, но метко) сформироваться микроскопическим черным дырам. Такая черная дыра будет обладать в лучшем случае массой, эквивалентной энергии протон-протонного столкновения, до 13-14 ТэВ. По формуле E=mc2 это соответствует массе в 5 х 10-20 граммов, и, вероятнее всего, еще меньше.
Но даже если у вас будут дополнительные измерения нужных масштабов, а также правильного типа, и вы сделаете эту черную дыру, останется проблема: она будет нестабильной. Благодаря законам квантовой механики, эта черная дыра распадется в процессе излучения Хокинга. Для черной дыры массой в 5 х 10-20 граммов, время распада в трех измерениях составит порядка 10-83 секунд, это даже существованием назвать сложно. Чтобы физика имела смысл, нужно время хотя бы в 10-43 секунд или дольше. Переводя в массу черной дыры, она должна весить хотя бы 0,00002 грамма, чтобы получить шанс на существование.
В четырех измерениях, впрочем, особенно если одно «дополнительное» будет большим, время распада будет 10-23 секунд. Но чтобы воспрепятствовать ожидаемому распаду этой миниатюрной черной дыры, вам нужно выбросить известные законы физики. А эти законы так хорошо установлены, что нет ни малейшей вероятности их опровергнуть — это как проснуться с утра и увидеть солнце встающим на западе.
Но допустим, что есть новые законы физики, которых мы пока не знаем, и эти черные дыры внезапно станут стабильными. Вы делаете черную дыру — крошечную такую — в центре Земли, и она не распадается. Поглотит ли она Землю? И если да, то как быстро? Это приводит нас к третьему и последнему условию, и не забывайте: мы уже дважды отринули известные законы физики ради того, чтобы сделать этот бред возможным.
3. Вы можете рассчитать, с какой скоростью черная дыра поглощает материю, и даже близко не подберетесь к сроку существования нашей планеты.
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.
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.
Поэтому не бойтесь. Мы стараемся исследовать мир совершенно безопасным способом. Любые опасения могут быть развеяны — достаточно обратиться к ученым и спросить. Они ведь тоже не безумные.
Илья Хель
Поэтому не бойтесь. Мы стараемся исследовать мир совершенно безопасным способом. Любые опасения могут быть развеяны — достаточно обратиться к ученым и спросить. Они ведь тоже не безумные.
Илья Хель
Источник:
Ссылки по теме:
- Вот что случится, если пролить горячий чай у полярного круга при температуре в 40 градусов ниже нуля
- Увлекательная физика
- 10 вещей, которые мы знаем о чёрных дырах
- Элементарная физика в живой природе: поймёт даже ясельная группа
- 20 фотографий, которые навсегда изменят ваше представление о физике
Новости партнёров
реклама
Хокинг говорил, что "сам момент начала творения, сингулярность, не подчиняется ни одному из известных законов физики."
Однако бред о сингулярности продолжает жить.
<<Мы стараемся исследовать мир совершенно безопасным способом.>>
Они стараются. А если не получится? Экспериментаторы в Чернобыле тоже думали, что безопасно.
<<достаточно обратиться к ученым и спросить. Они ведь тоже не безумные.>>
А если найдётся один безумец, решивший отомстить человечеству? Есть защита от дурака?
Открываются ворота.
Выходит Апостол Петр
— Э, вы че тут делаете?
— А, щьто делаим? Э ми тут…
— Я вас спрашиваю, что у вас там бабахнуло?
— Бабащнуль, да сильна, бабащнуль белемге калайдер сламался, нащьяльника…
— Коллайдер? Да вы там ваще охренели что ли? Да вы поняли, что вы
там натворили? Вы нахрена его ваще строили?
— Хигис деляли…
— Какой еще хигис?
— Бозонома хигис делали… Адин сделали, фтароой сделали, и вместе их
два один сделали…
— Вы их че, столкнули что ли?
— Нет, нащьяльника, защема сталкнули… Проста разагнали быстра…
ощеня быстра… они сами станълкнулися, нащяльника…
а патооом, патооом эжембе пещельбехъ бихтимиле шайтанама!
— Ну вы ваще придурки! Ну нахрена вам это было надо? Еще один Большой Взрыв
захотели?
— Зрыв бальшой, нащьяльника, ощеня бальщой зрыв,
шайтан — бабащнуль калайдерма кирьдихълар..
— Ну, хрен с вами, заходите, экспериментаторы, блин.
— Аа там за нами потом ещё заходить будут…
— Вы че, идиоты, кроме себя еще кого-то угробили?
— Защьем угробили…? Не угробили, там калайдерма сламался…
— Ладно, сколько вас там
— Щесьть милиардав… С половинама…
Может. Но только финансовую. "Ученые" отлично освоили распил грантов под бредовые проекты. Сколково отдыхает по сравнению с масштабами европейских и американских афер: то бозоны ловят, то гравитационные волны, а кто понаглее, тот ваще открывает алмазные экзопланеты.
Тем более, что никто из нас этого даже не заметит, если такое событие произойдет.
Тем более, что такой исход касается только атеистов и агностиков.
Искренне-верующим людям давно уже втемяшили, как всё будет выглядеть на самом-то деле. С одной стороны - армия Тьмы, с другой стороны - Божье воинство. И пока на горизонте не видно флагов, про БАК можно не переживать.
Странный вопрос.
Учитывая энергетические возможности прибора и то, что учёная братия уже вступила в зону "НЕзнания", то ответ очевиден. Да может.
Дальше всё упирается в "везение". Повезёт и дыры не будет.
Повезёт но меньше, будет микроскопическая но стабильная. Ну а не повезёт ... мы этого уже не узнаем.
Черное дыра это не пустота, а наоборот сверхтвердая материя.
"Предполагается, что в результате ядерных реакций могут возникать устойчивые микроскопические чёрные дыры, так называемые квантовые чёрные дыры. Для математического описания таких объектов необходима квантовая теория гравитации. Однако из общих соображений весьма вероятно, что спектр масс чёрных дыр дискретен и существует минимальная чёрная дыра — планковская чёрная дыра. Её масса — порядка 10−5 г, радиус — 10−35 м."
Вы когда на википедию ссылаетесь, сначала изучите источники ее заполнения...
P.S. не путать дыру с горизонтом событий!
При аннигиляции 1 кг антиматерии выделяется примерно 43 мегатонны в тротиловом эквиваленте. Танк в среднем весит 40-50 тысяч килограмм.
АН602, она же "Кузькина мать", оценивается в 58 мегатонн тротилла.
Самое оно, для брони-то. :)
Вот будет, начнут её получать, исследовать, тёмную энергию использовать. Вот и поговрим
Этакий пакет: боеголовка + заряд антиматерии. Антиматерия уничтожает защиту( бетон или броню) боеголовка вслед за антиматерией проникает в объект, если придумать технологию выжигания воздуха и создания вакуума на долю секунды хотябы в определённом объёме, то можно пустить в цель луч выжигающий воздух, и в этом луче порцию антиматерии, она летит в вакууме созданным лучом, далее контактирует с целью.
А вообще лучше всего использовать тёмную энергию наверное, для контроля над гравитацией, контролируя гравитацию контролируешь вообще что угодно.
Там же описаны свойства.А вот темная энергия тут как раз не причем )