科學也可以如此靠近

人造黑洞吞噬1個質子要花100小時 這樣也算是黑洞嗎

4月
22
2018

2018年4月22日11時 今日科學 萬物科學

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黑洞在人類眼中並不陌生,吞噬萬物,甚至包括光。它是宇宙空間內存在的一種天體。黑洞的引力很大,使得視界內的逃逸速度大於光速。所以它無法直接觀測,但可以藉由間接方式得知其存在與質量,並且觀測到它對其他事物的影響。藉由物體被吸入之前的因高熱而放出和γ射線的「邊緣訊息」,可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可藉由間接觀測恆星或星際雲氣團繞行軌跡取得位置以及質量。然而20世紀80年代,加拿大的威廉·昂魯教授曾提出:聲波在流體中的表現與光在黑洞中的表現非常相似,如果使流體的速度超過聲速,那麼就可以在該流體中建立一個聲音現象的「人造黑洞」。但這種人造黑洞由於缺乏足夠的引力,除了聲音外,無法像真正的黑洞那樣「吞下周圍的所有東西」,即只對聲現象表現出黑洞的性質。隨著大型強子對撞機的發明,物理學家認為這些加速器很可能產生類似黑洞的高密度物質,「人造黑洞」甚至可能威脅地球安全。然而製造黑洞真的可能嗎?

事實上還真有,由歐洲核子研究中心(CERN)在一個將近27公里長的圓形隧道中建造,被人們稱之為世界最大的「黑洞工廠」的裝置大型強子對撞機(LHC),它是世界上最大的粒子加速器設施。科學家稱有了該加速器,理論上一秒鐘就可以生產出一個黑洞來。這一潛在的「黑洞加工廠」曾一度引起全球恐慌,特別是有人放言,歐洲核子研究中心的大型粒子對撞機產生黑洞的風險足以吞噬地球,或者將產生一類名為「奇異微子」(Strangelet)的粒子,將地球變成一團沉寂、收縮的「奇異物質」。但是科學家對人造黑洞進行了認真分析,認為:人造黑洞毀滅地球的理論純粹是小說和電影里的虛構,真正的粒子碰撞製造出的人造黑洞不可能吞噬地球。

事實上整個宇宙原本就是一個類似的粒子對撞機器,具有高能量的宇宙射線和粒子會經常碰撞在地球的大氣表層、太陽或者是其它的白矮星和中子星的表面,每時每刻都在發生著這樣的粒子碰撞。如果這些粒子碰撞會產生危險的話,天文學家很早就會發現這一現象並對其展開研究。因此,利用粒子碰撞產生的黑洞是無害的。所有的黑洞都要釋放出宇宙射線,小的黑洞所釋放的物質要遠遠多於其吸收的物質,因此,在它們吸收物質之前自己就早已瞬間蒸發了。更談不上威脅了。

更何況,我們的家園-地球,一直以來就沐浴在足夠可以形成黑洞的宇宙射線和粒子對撞之下,但一直也都沒有被摧毀。而且,幾乎所有粒子加速器生成的黑洞都必須達到足夠的速度才能逃脫地球的重力,即使一年生產出1000萬個黑洞,也大約只能捕捉到其中的10個,讓它們圍繞加速器中心運轉。而這些被捕捉到的黑洞又是如此的渺小,假設讓它穿過一塊相當於地球到月球距離厚度的鐵塊,它也不會撞倒任何東西。它們吞噬一個質子也需要大約100小時的時間。一個這樣的黑洞吞噬100個質子大約需要花費一年的時間,因此,要吞噬1毫克地球物質就需要花費比宇宙年齡還要長的時間。

這樣的黑洞也算是黑洞嗎?你們認為呢?或許在未來真的有某種方法製造模擬黑洞,但是現在的話,科技還遠遠未達到那樣的程度,你們認為呢?


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