大型对撞机有多可怕,粒子对撞机细思极恐

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-10-31 09:34:42

黑洞这个词最早是物理学家约翰·惠勒提出的,现在来看这个词非常贴合这种天体的性质,强引力场使经过这种天体的光线直接被吸收,让其变成真正意义上的“无底洞”。由广义相对论可知,物体的引力强度和其密度有关,黑洞奇点通常被认为是密度无限大的特殊物质,现代科学认为宇宙中的黑洞主要诞生于三种途径,既宇宙大爆炸初期时,物质高度集中塌缩形成的原初黑洞,大质量恒星演化末期核心区坍缩爆炸形成黑洞,以及高密度天体的直接碰撞融合形成黑洞。

大型对撞机有多可怕,粒子对撞机细思极恐(1)

由黑洞的性质可知,如果我们能把物质紧密压缩在一起,也是有可能创造出黑洞的。但是需要将物质压缩到何种程度呢?原子核的密度大约为10^15g/cm³,虽然这个密度很惊人,但是显然原子核本身并不是黑洞。如果将微观粒子进一步压缩,直至其达到奇点状态,那么人造黑洞也就诞生了,大型粒子对撞机就是一种可能的途径。在对撞机中,高能粒子以接近光速的速度进行碰撞,构成粒子的物质会持续向碰撞中心坍缩,从而使其达到奇点状态。

大型对撞机有多可怕,粒子对撞机细思极恐(2)

虽然粒子对撞机理论上可以制造出黑洞,但是迄今为止的大量对撞实验中,科学家并未观测到这一结果,不过这确实是一个好消息,这可能得益于目前人类的对撞机能量太低,虽然大型强子对撞机能量高达七万亿电子伏特,但是相较于10^20ev能量的高能宇宙射线还是太低了,如果对撞机能撞出黑洞,那么宇宙射线轰击大气层就会导致地球被无数的黑洞包裹。

大型对撞机有多可怕,粒子对撞机细思极恐(3)

除此之外霍金辐射也可能是我们无法观测到人造黑洞的一个原因,由海森堡不确定性原理可知,真空中会不断产生虚粒子对,假如这些虚粒子对产生在黑洞边缘,那么黑洞吸入其中一个虚粒子则会导致自身质量的下降,而另一个粒子则会转化为实粒子逃离黑洞,由此导致黑洞本身的蒸发,霍金辐射理论认为,质量越小的黑洞温度越高,蒸发也越快,因此人造黑洞可能在诞生的瞬间也就蒸发消失了。

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