10 октября 2008 г.Конец света не произошел 10 сентября.
Запуск самого большого и самого мощного в мире ускорителя частиц близ Женевы (Швейцария), не спровоцировал появление микроскопической черной дыры. И эта черная дыра не стала быстро засасывать окружающее вещество пока не поглотила Землю, как предсказывали падкие на сенсации новостные колонки.
Конечно, раз уж вы живы и читаете эту статью, вы уже знаете об этом. Сейчас ускоритель, подземное кольцо диаметром 8 км, названное Большим Адронным Коллайдером (БАК, англ. LHC), заглушен для ремонта. Но когда эта невероятно мощная машина заработает снова, есть ли шанс, что все таки может произойти сценарий судного дня?
Успокойтесь. Как говорил Марк Твен, слухи о смерти Земли были сильно преувеличены.
"На самом деле, ускоритель никогда не представлял опасности, но это, конечно, не остановит спекуляции о том, что это может быть!", говорит Роберт Джонсон, физик из Института физики частиц (Санта-Круз) и научный сотрудник НАСА по проекту космического гамма-телескопа им. Ферми, запущенного в июне для изучения гамма-излучения от различных источников, включая испаряющиеся черные дыры.
Существует несколько причин, почему 10 сентября не наступил конец света и почему БАК не способен спровоцировать такую катастрофу.
Во-первых, да, это правда, что БАК может создавать микроскопические черные дыры. Но, для справки, он не мог создать ее в первые дни, поскольку физики ЦЕРНа не сталкивали пучки протонов, чтобы получить высокоэнергетичные реакции. 10 сентября осуществляся всего лишь прогревочный запуск. На сегодня в коллайдере еще не произошло ни одного столкновения, притом, что для образования микроскопических черных дыр нужны столкновения крайне высокой энергии - до 14 тераэлектрон-вольт.
По правде говоря, если после запуска БАКа снова и начала столкновений он создаст маленькую черную дыру - физики буду в восторге. Это будет первое экспериментальное подтвержение красивой, но не доказанной и спорной "теорией всего на свете", называемой теорией струн.
В теории струн, электроны, протоны, кварки и все другие фундаментальные частицы - это различные колебания бесконечно малых струн в 10 измерениях - девяти пространственных и одном временном. (Невидимость других 6 измерений объясняется различными способами, например, "скручиванием" их в крайне малом масштабе.)
Некоторых физиков привлекает математическая элегантность теории струн и ее способность объединить гравитацию с остальными взаимодействиями в природе. Широко принятая Стандартная модель физики частиц не включает в себя гравитацию, что является одной из причин того, что она не предсказывает рождение в БАКе точки гравитационного коллапса - черной дыры, в отличие от теории струн.
Многие физики стали сомневаться, верна ли струнная теория. Но представим на минутку, что произойдет, если внутри БАКа все-таки родится черная дыра? Неожиданный ответ - "ничего особенного".
Даже если черная дыра просуществует более долей секунды (что маловероятно), скорее всего, она будет выброшена в космос. "Ее масса будет порядка массы всего сотни протонов и она будет двигаться с почти световой скоростью, гораздо больше первой космической скорости", объясняет Джонсон. Поскольку крошечная черная дыра будет менее тысячной доли размера протона и у нее будет крайне слабая гравитация, она легко сможет проходить через твердые породы без какого-либо сопротивления и практически не поглощая никакой материи. С точки зрения такой крошки, атомы "твердой породы" будут практически пустым пространством - безбрежным пространством между атомным ядром и электронами на орбите вокруг него. Таким образом, микро черная дыра может прошить Землю вниз через центр и выйти с другой стороны без каких-либо последствий так же легко, как и вылететь вверх сквозь 100-метровый слой почвы. В любом случае, она окажется в практически пустом пространстве космоса, где вероятность ее встречи с веществом, поглощения его и вырастания в реальную угрозу так и будет крайне малой.
Так что первое, что сделает микроскопическая черная дыра - без последствий покинет планету. Но есть другие, более серьезные причины, почему ученые уверены, что БАК не представляет угрозы для Земли. Например, черная дыра, созданная в БАКе, должна практически немедленно испариться, прежде чем она успеет куда-либо уйти. Стивен Хоукинг, физик, автор "Краткой истории времени", предсказал, что черные дыры излучают энергию; явление получило название хоукинговского излучения. Поскольку оно связано с уносом энергии, черная дыра постоянно испаряется. Чем меньше черная дыра, тем сильнее хоукинговское излучение и тем быстрее черная дыра исчезнет. Так что черная дыра в тысячу раз меньше протона должна исчезнуть практически немедленно в быстром выбросе излучения.
"Предсказание Хоукинга основано не на неподтвержденной теории струн, но на хорошо изученных принципах квантовой мехники и физики частиц", отмечает Джонсон.
Вопреки мощному теоретическому обоснованию, хоукинговское излучение еще никогда не наблюдалось напрямую. Тем не менее, ученые уверены, что никакая черная дыра, созданная в БАКе, не представляет угрозы. Почему они могут быть так уверены? Из-за космических лучей. Тысячи раз в день, высоко энергетичные космические лучи врываются в атмосферу Земли, сталкиваясь с молекулами воздуха при энергиях в 20 раз больших, чем самые мощные столкновения, доступные в БАКе. Так что, если новый ускоритель мог бы сделать черные дыры, могущие "съесть" Землю, космические лучи уже сделали бы их миллиарды раз за долгую историю Земли.
Полностью с картинками тут -
http://science.nasa.gov/headlines/y2008/10oct_lhc.htmОт меня: видел оценки такой ситуации, когда такая БАКовская ЧД родится с малой скоростью и не подтвердится хоукинговское излучение. Она довольно долго будет проваливаться к центру Земли, где и останется потом. Однако темп аккреции вещества на нее сравнительно мал и скорее погаснет Солнце, чем она нанесет заметный вред Земле. Отмечается, что не факт, что такой дыры в центре Земли еще нет...
