Опасност от LHC

Към момента на писане на този текст (пролетта на 2010 г.) постепенно се въвежда в работа Големият адронен колайдер (Large Hadron Colider, LHC) - огромен ускорител за елементарни частици на CERN. В популярното обществено мнение има определени страхове от работата му.

Тези страхове не са специфични към LHC. Биват надигани отново с построяването на всеки по-мощен ускорител. В някой момент, когато бъде построен още по-мощен ускорител от LHC, вероятно ще бъдат повдигнати отново. Към момента повечето от тях не са основателни; при по-мощен ускорител е възможно да са основателни повече от тях. Тук се опитваме да дадем истината около тези страхове.

LHC ще създаде черна дупка, която ще погълне Земята

Това е невъзможно по две причини, всяка от които сама по себе си е достатъчна:

LHC няма необходимата мощност

За да се създаде черна дупка в ускорител, трябва да се сблъскат частици с наистина огромни енергии - милиарди милиарди пъти над максималната на LHC. За добро или зло, в обозримото бъдеще надали ще ни е по силите да построим ускорител, способен да създаде черна дупка.

За илюстрация, такъв ускорител би трябвало да има следните параметри:

• диаметър, по-голям от този на Слънчевата система
• ще е изграден от повече материя, отколкото съдържа цялата Слънчева система, включително Слънцето
• ще консумира хиляди пъти повече енергия, отколкото отделя Слънцето (милиарди пъти повече, отколкото генерират всички енергоцентрали на Земята заедно)

Създадена в ускорител черна дупка ще е краткоживееща

В ускорител за елементарни частици, какъвто е LHC, принципно е невъзможно да бъде създадена черна дупка с маса, по-голяма от тази на две елементарни частици. Такава черна дупка ще живее изключително кратко време - около 10^-80 секунди (това е много по-малко от една секунда) - и няма да може да погълне каквото и да е, още повече пък цялата Земя.

Популярното мнение гласи, че черните дупки поглъщат всичко, без да излъчват нищо, и затова само растат. Учените обаче знаят, че това не е вярно. Черните дупки изпускат т.нар. Хокингово лъчение - откъснати от двойката си виртуални частици. Според законите на физиката, тяхната маса при това намалява, един вид те се "изпаряват".

Силата на Хокинговото излъчване, и оттам скоростта на изпаряване на черната дупка намаляват рязко с увеличаване на масата й. Черна дупка с маса около тази на Луната би поглъщала повече, отколкото изпарява, дори от реликтовото лъчение на Космоса - такава черна дупка само ще расте. С по-малките черни дупки обаче не е така.

Черна дупка с маса около 100 кг. би се изпарила изцяло за около секунда. Единственият начин тя да просъществува е всяка секунда да поглъща над 100 кг. маса. Това обаче е трудно - повърхността на такава черна дупка е по-малко от една хилядна от квадратния милиметър. Човечеството не разполага с начин да прекарва 100 килограма в секунда през отвор с размер една хилядна от квадратния милиметър, и надали ще разполага в обозримото бъдеще. На Земята, дори в центъра й, не съществуват подобни условия. Не съществуват дори в центъра на Слънцето - в природата се срещат единствено в ядрото на избухваща свръхнова звезда.

Задачата се затруднява и от това, че такава черна дупка би излъчвала през повърхността си (от една хилядна от квадратния милиметър) всяка секунда енергия, равностойна на 100 килограма маса, и трябва заместващите над 100 килограма да бъдат напъхани срещу това излъчване. Какво означава такъв поток енергия могат да опишат единствено физиците-теоретици: на негов фон не съществува забележима разлика между вакуум в пълен мрак и сърцевината на експлодираща атомна бомба. Придвижването на маса, или дори удържането й на едно място срещу такъв поток енергия, не е и надали скоро ще бъде по силите на човечеството.

... Ами ако теорията на Стивън Хокинг не е вярна, и черните дупки не се изпаряват?

Теорията на Стивън Хокинг е изведена от теориите, които доказват съществуването на черните дупки. Ако тя не е вярна, значи не са верни и те. А ако и те не са верни, значи черни дупки не съществуват, и няма защо да се боим от тях.

... Ами ако въпреки всичко има черни дупки, и те не се изпаряват, и могат да бъдат създадени в LHC?

Вижте тази страница.