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在大型强子对撞机(LHC)工作的科学家声称,在该加速器上不太可能形成黑洞。然而,一些物理理论表明,在对撞机条件下形成量子黑洞仍然是可能的。各种阴谋论者利用这一点来加剧人们的恐惧,并在炒作之后获得公众的关注。这就提出了一个问题:粒子碰撞时真的会形成微黑洞吗?如果发生的话会发生什么?
量子黑洞大多数人都听说过黑洞,它是在一颗比太阳重10倍的恒星死亡时形成的,在其生命结束时它们会塌缩,同时在收缩的物质周围形成强大的引力场,甚至连光也无法逃脱。并出现一个黑洞。但这并不是黑洞出现的唯一机制。
当非常大量的物质最终集中在非常小的空间体积中时,黑洞就会形成。这正是两个粒子以近光速碰撞时可能发生的情况。这种假设的黑洞被称为普朗克黑洞、微观黑洞或量子黑洞。这个概念早在1971年就由宇宙学家史蒂芬·霍金提出,但至今尚未得到实验证实。
大型强子对撞机中会形成黑洞吗?根据相对论,在大型强子对撞机上不可能制造出微观黑洞。然而,有许多推测理论表明这种黑洞的形成。
大型强子对撞机中发生的过程(粒子碰撞)是完全自然的;类似的过程在自然界中一直在发生。例如,我们知道地球不断受到银河射线的轰击。当它们进入大气层时,它们与空气粒子发生碰撞,其方式与大型强子对撞机实验中的方式大致相同。此外,这些碰撞所达到的能量比科学家在大型强子对撞机上所能达到的能量高得多。与此同时,我们清楚地看到地球是安全的,这些碰撞不会对我们和我们的星球构成任何威胁。
在大型强子对撞机上产生量子黑洞会非常奇怪,但如果它确实发生,那么这个事件确实会非常有趣。它将使物理学家能够更多地了解自然最神秘的力量——重力。
大型强子对撞机形成黑洞会产生什么后果?理论表明,这些微观黑洞会立即蒸发,而且这种情况发生得如此之快,以至于我们甚至可能没有时间检测它们的存在。尽管即使是假设的稳定黑洞(这实际上是不可能的)也没有我们想象的那么危险。
稳定的黑洞预计具有电荷,因为它们是由带电粒子形成的。在这种情况下,它们与普通物质的引力相互作用非常弱,无论它们是在宇宙辐射与地球大气层中的粒子相互作用还是在大型强子对撞机中形成的,因为它们的质量将与原子的质量相当,这意味着它们的引力场与原子的力相同。这种黑洞的电场对周围粒子的影响比重力强得多。
有人认为这样的黑洞可以瞬间毁灭整个地球,但事实上,量子黑洞要达到一公斤的质量,需要与物质相互作用平均大约三万亿年,这比宇宙的年龄要长得多。这是因为黑洞的生长速度是有限制的;它吸收物质的速度根本不能大于与其大小成比例的某个限制。
由此,我们得出的结论是,在任何加速器中形成黑洞的可能性极小,而且即使地球上形成微型黑洞,也不会对地球构成危险。