物理科普:我國欲建世界最大強(qiáng)子對(duì)撞機(jī),能否撞出黑洞吞噬地球?
如果說宇宙中哪種天體最神奇,那肯定就是黑洞了,這不僅是由于黑洞引力極大,可以連光都吸入,也不只是因?yàn)楹诙幢旧聿话l(fā)光,但是它的襲擊盤卻是宇宙中最亮的發(fā)光體,也是因?yàn)楹诙纯纱罂尚?,最大的黑洞其質(zhì)量堪比一個(gè)星系,如Ton618黑洞質(zhì)量相當(dāng)于太陽的660億倍,然而質(zhì)量最小的黑洞卻和基本粒子差不多大,其質(zhì)量差異簡(jiǎn)直匪夷所思。
還在上世紀(jì)90年代的時(shí)候,在長達(dá)37公里的世界最大科學(xué)裝置歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)建造之前,就有物理學(xué)家聲稱擔(dān)心這臺(tái)大型強(qiáng)制對(duì)撞機(jī)在進(jìn)行粒子對(duì)撞的時(shí)候會(huì)制造出小型黑洞,因?yàn)閷?duì)撞機(jī)中的加速裝置可以將質(zhì)子等基本粒子加速到極高的速度,當(dāng)兩束粒子相撞的時(shí)候,極高速度下的劇烈撞擊可以在粒子層面產(chǎn)生極高的壓力和溫度,基本粒子也會(huì)被撞碎,這個(gè)時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生許多新的粒子,而且理論上可以產(chǎn)生高達(dá)10萬億攝氏度的高溫,這種情況下就有可能出現(xiàn)極小的基本粒子級(jí)的黑洞。
如果這樣的黑洞不消失的話,那么憑借黑洞無所不吸的特性,它就會(huì)不斷的吸收附近的物質(zhì),導(dǎo)致其質(zhì)量越來越大,質(zhì)量越大的黑洞吞噬物質(zhì)的能力越強(qiáng),當(dāng)其大到一定程度的時(shí)候,是有可能連我們所在的地球都吞噬掉的。
因此在歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)提出建造的時(shí)候,就有一些物理學(xué)家是明確提出反對(duì)的,其中有幾位物理學(xué)家反對(duì)的理由就是上述這樣的情況。目前我國也有準(zhǔn)備建造大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的聲音,計(jì)劃長度將達(dá)到100公里,比歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的功率要大幾十倍,將產(chǎn)生更為極端的高溫高壓,您是不是也會(huì)有這樣的擔(dān)心呢?
那么歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候,為什么沒有發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)黑洞以及其吞噬物質(zhì)的情況呢?這有兩種可能,首先就是歐洲大型強(qiáng)制對(duì)撞機(jī)所能產(chǎn)生的高溫高壓還不足以生成粒子級(jí)黑洞,也就是達(dá)不到黑洞生成的條件;另外一點(diǎn)就是由于霍金輻射的原因了。
霍金輻射是指是以量子效應(yīng)理論推測(cè)出的一種由黑洞散發(fā)出來的熱輻射,這種現(xiàn)象能夠讓黑洞失去質(zhì)量,如果黑洞通過霍金輻射損失的質(zhì)量比增加的質(zhì)量多的時(shí)候,就會(huì)造成黑洞縮小甚至最終消失。而且霍金輻射理論認(rèn)為黑洞質(zhì)量越小,物質(zhì)發(fā)散量通常會(huì)比正常的黑洞要大,所以小黑洞縮小與消失的速度比大黑洞還要快。
所以,在霍金輻射效應(yīng)之下,基本粒子機(jī)的黑洞即便能在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)中創(chuàng)造出來,也會(huì)在一瞬間通過霍金輻射作用而消散,因此并不會(huì)吞噬地球。
不過宇宙中也有一些原生黑洞,其中有一種小型原生黑洞質(zhì)量很小,有的只相當(dāng)于一座山或者直徑幾公里大的小行星,只要它能夠穩(wěn)定存在,那么它就能將所遇到的物質(zhì)吃掉,如果這樣的黑洞來到地球附近,也是有著吃掉地球的可能的。
前幾個(gè)月甚至有科學(xué)家分析認(rèn)為太陽系的第九大行星有可能是一個(gè)小型原生黑洞,其質(zhì)量大概相當(dāng)于地球質(zhì)量的10倍左右,但是它已影響了部分柯伊伯帶天體的運(yùn)行軌跡。不過它真是一個(gè)黑洞,我們只能期望它不要向著內(nèi)太陽一進(jìn)發(fā),不然它會(huì)一路吞噬掉很多天體,顛覆整個(gè)太陽系。