Juodųjų skylių mitologija

Juodųjų skylių mitologija

Aleksejus Levinas
"Populiariosios mechanikos" № 1, 2011

Mūsų galaktikoje yra milijonai juodųjų skylių, kurių masė yra kelios saulės (plius milžiniška juoda skylė pačiame centre). Tačiau per šimtą šviesos metų nuo saulės spinduliu atrodo, kad nėra vienos juodos skylės, todėl mums nebus pavojaus susidurti su juo.

Juodoji skylė kelia realų pavojų tik šalia jo įvykių horizonto, kurio spindulys žvaigždžių skalėms neviršija dešimčių kilometrų. Toli nuo horizonto, skylė pasireiškia kaip įprastas fizinis kūnas, pritraukiantis kitas kūnas pagal Niutono įstatymus. Net ir labai arti Saulės sistemos, juodosios skylės pritraukimas gali sutrikdyti planetų ir asteroidų orbitą. Žinoma, čia nėra nieko gero, tačiau susipažinimas su įprastine panašios masės žvaigžde yra daug pavojingesnė dėl visur deginančios spinduliuotės.

Bet ko apie baisias juodas mini skyles, kurių neatsakingi fizikai tariamai ketina padaryti dėl savo pragariškų mašinų? Staiga jie vis dar kuria bent vieną, nors ir netyčia, ir naujai atsiradusi skylė mūsų planetą sugeria?

Ne – fizikų ir astrofizikų požiūriu; taip – pagal garsus virsta blogosfera ir geltona spauda.Jei netgi menkiausios minties apie galimą mikroskopinės juodosios skylės atsiradimą dėl susidūrimo su įkraunamomis dalelėmis didelės energijos greitintuvėje, gandai apie apokalipsę, kuris mus gąsdina, akimirksniu mirksi ir be galo daugėja. Vaizdas: populiari mechanika

Nebijok. Net jei Didžiojo Hadrono koliaberis kas sekundę pradeda gaminti mini duobę, kurios masė yra nuo tūkstančio iki dešimties tūkstančių protono masių (toks rezultatas neprieštarauja kai kuriems ultrarelativizmo protonų susidūrimo modeliams, pagrįstiems superstringo teorija) ir atskirai, ir kartu jie nesukels jokio pavojaus greitintuvo, nei žmonijos. Kiekvienas iš šių skylių yra pasmerktas išgaruoti beveik akimirksniu dėl Hawkingas spinduliuotės ir todėl gyvena ne ilgiau kaip 10-26-10-27 c. Per tokį trumpą laiką tai nesukels jokios žalos – ji tiesiog neturi laiko. Žinoma, skeptikai gali pasakyti, kad Steponas Hawkingas ir kiti fizikai yra neteisingi, o juodosios skylės išgaruos daug lėčiau (arba išgaruoja ne iš viso). Tačiau faktas yra tas, kad teorija, kuri leidžia susidaryti juodąją skylę protonų susidūrime, unikaliai reikalauja jos itin spartus išgaravimo.Jei to netikėsite, tuomet turėsite atšaukti teoriją – tada iš kur bus juodosios skylės?

Kodėl man reikia pinigų?
Pagrindinis LHC uždavinys, žinoma, nėra juodųjų mini skylių atsiradimas. Visų pirma, fizikai tikisi ištirti Higso mechanizmą, kuris susilpnina elektrodunkariosios simetrijos (aptikdamas Higso bosoną), bet tai neišnyksta moksliniai LHC uždaviniai. Eksperimentiniu būdu galima patvirtinti prognozes, padarytas pagal supersimetrijos teoriją, tirti sunkiųjų kvarkų (viršutinių kvarkų), kvarkio-gliuono plazmos savybes, taip pat ištirti keletą įdomių egzotinių hipotezių apie mūsų pasaulio struktūrą, kurią pastaraisiais metais pasiūlė teorininkai. Vaizdas: populiari mechanika

Ar galima rizikuoti planetos likimu? Gerai, parodykim pagirtiną atsargiai ir manome, kad gimė keli tūkstančiai protonų masių mini aku, tačiau nenorėjo išgaruoti. Pažiūrėkime, kas atsitinka šioje situacijoje. Skylės spindulys (tiksliau, jo įvykio horizonto spindulys) bus maždaug 10-16cm – 0,001 protono spindulio (tikslumo sumetimais, mes pastebime, kad ši reikšmė yra kitokia nei kosminės juodosios skylės spinduliu, kitaip ji bus 33 kartus mažesnė).Šio skersmens apskritimo plotas lygus 10-32 žr2. Prisiminkime dabar, kad vidutinis sausumos medžiagos plotas yra 5,4 g / cm3. Tai yra lengva apskaičiuoti, kad kas 300 km kelio kelia, naujai atsiradusi skylė vidutiniškai susidurs su tik vienu protonu arba neutronu. Dėl mažo skylės dydžio toks susitikimas su nukleonu beveik neabejotinai leis be pasekmių. Bet net jei skylė suvaldo kiekvieną dalelę, kurią ji sužino, ji galės daugiau nei 40 kartų sugadinti savo piktą veiką prieš pradedant zondą ir eiti į kosmosą (žemės skersmuo yra 12 000 km – 40 × 300 km). Netgi maksimalus "Collider" juodųjų skylių efektyvumas galės kasmet netekti mūsų planetos tik 40 nukleonų – kažkaip Žemė išgyvens tokius nuostolius.

Reikalingi: kompiuterio nuotraukų robotas Higso bosonas
BAK arba LHC (Didelis Hadrono Collider) – sunkiausias mokslas, kurį sukūrė žmogus. Požeminis žiedas BAC ilgis apie 27 km eina per Prancūzijos ir Šveicarijos teritoriją. Vaizdas: populiari mechanika

Ir jei skylė lieka Žemėje? Tai iš principo įmanoma, jei jo greitis išvykstant bus mažesnis nei pirmoji erdvė. Skaičiavimai rodo, kad tai gali būti ne daugiau kaip kartą per dieną.Manome, kad naujai atsiradusi skylė eina pro spindulį tiesiai į Žemės centrą, o iš ten – tiesioginis kelias į antipodus. Jei ji nesugebės skristi į kosmosą, ji sugrįš į tą pačią trajektoriją ir sukasi ant jos kaip švytuoklė. Ant kiekvieno paleidimo, kuris truks 42 minutes, skylė sunaikins daugiausiai 40 nukleonų, kurie per metus bus net milijonai. Per trejus eksperimento metus "Earth" kaupsis tūkstantis juodųjų skylių, kas kasmet suvartos milijardą nukleonų. Tai yra nereikšminga, lyginant su Žemės nikonų skaičiumi, kuris išreiškiamas nuostabiu skaičiumi 3 × 1051. Per 6 milijardus metų, kurie liko iki saulės prieš jo mirtį, mūsų planetai praras tokią nedidelę medžiagos dalį, apie kurią nereikia kalbėti. Net jei juodosios skylės susidaro srauto metodu ir visi be išimties lieka žemėje, nei planetos masė ar struktūra praktiškai nepasikeis per šimtą milijardų metų (o Žemė taip daug neišgyvens).

Fizikai ne tik nėra linkę paniką, bet jie netgi bus labai laimingi, jei LHC ar koks nors kitas greitintuvas pradės gaminti juodas skyles, nes tai eksperimentiniu būdu patvirtins kai kurias superstringų teorijos versijas. Šios teorijos entuziastai tikisi tokio rezultato, tačiau jie to visiškai nebijo.Taigi neturėtume būti tokia protinga Elsa iš nemirtingos brolių Grimmo pasakos.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: