Столкновения элементарных частиц могут приводить к появлению миниатюрных черных дыр.
Частичные дыры: Сила столкновения
Визуализация проведенной учеными компьютерной симуляции столкновения частиц, которая показала, что этот процесс может приводить к появлению черной дыры (окружность на последнем «кадре»)

О подобном говорилось уже не раз: физики предсказывали, что при столкновении частиц в Большом адронном коллайдере могут появляться миниатюрные черные дыры. Некоторые впечатлительные личности в связи с этим предсказывали глобальную катастрофу, которая погубит всю нашу планету, и даже пытались надавить на ООН с тем, чтобы остановить строительство и работу БАКа. Обо всех этих хитросплетениях мы писали в заметке «Большой Адронный Безопасный».

Любопытно, но при всем при том никто еще не показал, что доминирующая сегодня теория — Общая Теория Относительности (ОТО) — действительно предсказывает появление черных дыр в результате подобного процесса. Лишь недавно компьютерное моделирование показало, что это так. «Я был бы удивлен, если б был получен какой-то иной результат, — комментирует известный физик-теоретик Джозеф Ликкен (Joseph Lykken), — но важно то, что теперь мы смогли разобрать этот процесс во всех деталях».

Ключ к появлению черной дыры — в концентрации достаточных количеств массы (энергии) в достаточно небольшом объеме. По сути, то же происходит и при образовании звездных черных дыр, после того, как остатки массивной звезды коллапсируют. Согласно ОТО, концентрация массы и энергии создает гравитацию, которая вызывает искривление пространства-времени. И если эта концентрация достаточно велика, искривление становится столь мощным, что ничто, даже излучение, не в силах покинуть его пределы. И оказывается, подобное может создаваться не только масштабными процессами, вроде гибели гигантских звезд, но и столкновениями элементарных частиц, если энергия этого столкновения превышает константу планковской энергии. По крайней мере, так полагали теоретики.

Теперь же с использованием сложнейших математических следствий ОТО Мэттью Чоптьюик (Matthew Choptuik) и Франс Преториус (Frans Pretorius) провели компьютерное моделирование столкновения пары элементарных частиц. Рассчитав гравитационные взаимодействия между ними, ученые обнаружили, что черная дыра может появиться даже в том случае, если энергия их столкновения меньше планковской — даже если втрое меньше.

Впрочем, этот результат еще вовсе не означает того, что черные дыры будут появляться в БАКе. Столкновение с планковской энергией в квинтиллионы раз мощнее, чем все, на что способен даже этот гигантский научный инструмент. Такое, по мнению ученых, возможно лишь в том случае, если правы сторонники некоторых версий Теории Суперструн, и пространство имеет множество измерений, большинство которых (кроме 3 пространственных и 1 временного) свернуты в крохотные петли, слишком миниатюрные для того, чтобы можно было их непосредственно обнаружить. Такое устройство мироздания позволяет, теоретически, существенно понизить величину планковской энергии. И даже если такое случится, такая черная дыра, уверены ученые, не представляет ровно никакой опасности: она моментально распадется с образованием новых элементарных частиц.

Кстати, все, что вы хотели знать о Большом адронном коллайдере — от науки до песен, — вы можете прочесть в нашей статье «Пока не случился БАК».

По сообщению ScienceNOW