强子对撞机产生的黑洞？这可能吗？

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大型强子对撞机通过将粒子暴露在电磁场中来加速粒子，是世界上最强大的。它们几乎以光速飞行。许多人认为发射对撞机的主要目标是创造一个迷你黑洞，这将导致世界末日。但物理学家到底想通过现代化对撞机进行实验来实现什么目的呢？

公众关注

自 2008 年大型强子对撞机发射以来，在大型强子对撞机的壁内产生微小黑洞的可能性一直困扰着媒体、普通民众和科学界。如果前者预言了世界末日，那么后者就好像什么都没发生一样，潜心研究构建物理过程理解的理论计算。甚至还针对 BAC 员工提起诉讼。

“两个原子以接近光速相互碰撞的压缩会引起不可逆的爆炸，形成一个微型版本的巨大黑洞。任何接触到它的物质都会陷入其中，永远无法逃脱。结果，我们的整个星球将落入不断扩大的微黑洞中，使这个黑洞增大到中等大小。与此同时，月球、人造卫星和国际空间站将继续围绕它旋转，”夏威夷居民沃尔特·瓦格纳和利斯·桑乔在声明中辩称。

首先，值得一提的是，微观黑洞是微观世界的一个假设物体。它的形成机制非常简单；这里甚至不需要引力塌缩。毕竟，我们谈论的不是恒星质量，而只是大约十分之一毫克。任何基本粒子都可以成为量子黑洞；你只需要给它“喂”能量到极限即可。

史瓦西球体

粒子已经仅通过质量和波长来表征。它们没有大小、没有体积、没有形状。粒子的质量与其波长成反比。如果“压缩”波长，那么作用在粒子上的重力就会以平方增加，直到粒子本身达到光速。如果粒子足够重，其波长将小于由其质量产生的史瓦西球的半径。

对于宏观宇宙的条件来说，质量和能量是同一的。史瓦西球体中物体的任何属性都将被完全重置，并且不可逆转。甚至没有半衰期，粒子似乎停止了，化蛹了，并且可以永远存在。但是，一旦粒子相对于其周围的原子开始减速，它就会变得比史瓦西球和康普顿半径都大。没有任何东西可以再将这个粒子的组成部分结合在一起。它只会崩溃，抛出一堆平庸的基本粒子。

由此可见，微型黑洞的寿命不能超过微不足道的几分之一秒，更不用说量子黑洞吸收任何东西的能力了。因此，它们不应该存在于自然界中。这绝对是没有理由的。如果存在的话，那么它们与我们理解的经典黑洞没有任何共同之处。

微观黑洞

“如果在大型强子对撞机上发现微观黑洞，那么科学界将发生一场革命。但如何看到它们呢？要理解这一点，你需要记住霍金的黑洞蒸发原理：黑洞质量越轻，消失的速度就越快。环形加速器和对撞机领域的顶尖专家之一阿纳托利·西多林 (Anatoly Sidorin) 在谈到大型强子对撞机中出现黑洞的可能性时说道。

微观黑洞的蒸发看起来就像立即分裂成许多小粒子。这种最终的物理状态称为事件签名。在大型强子对撞机实验中，他们正在寻找这样的特征。毕竟，迷你黑洞很自然地出现在具有额外时空维度的理论中。

最初人们认为大型强子对撞机没有能力产生足够的能量来形成最小的黑洞。只有新的计算才能反驳这一论点。与所有人的预期相反，事实证明，即使在较低的能量下，黑洞仍然可以通过基本粒子的碰撞形成。

量子聚焦

科学家威廉·伊斯特和弗朗斯·普勒托里斯沿着普朗克比例的道路得出了这一结论。当粒子的总能量（包括动能和静能）超过普朗克能（大约2·10⁹ J）时，它们就会发生碰撞。它们如何相互作用是由量子引力效应决定的。

但在超普朗克理论中，关键作用属于经典引力相互作用。在经典模型中计算了黑洞形成所需的阈值能量。结果比量子计算少了三倍。原因可能是量子聚焦，即两个粒子变成引力透镜。

它们碰撞产生的能量集中到两个吸光区域，最终合并成一个黑洞。但即使在这种情况下，末日论的支持者也没有什么可担心的：大型强子对撞机仍然缺乏 15 个数量级的能力来产生这种降低的阈值能量。