Черная дыра в ускорителе элементарных частиц

[T101]

   
Женевский ускоритель может создать чёрный Сатурн

14 февраля 2007


Большой адронный коллайдер (Large Hadron Collider — LHC), который должен вступить в строй в конце 2007 года, может создать новый тип чёрной дыры, который учёные никогда не наблюдали, к примеру, в космосе. Об этом говорят Генриетта Элванг (Henriette Elvang) из Массачусетского технологического института (MIT) и Пау Фигуэрас (Pau Figueras) из университета Барселоны (Universitat de Barcelona).

О том, что LHC по своим параметрам вполне может претендовать на звание генератора миниатюрных чёрных дыр, учёные говорят давно. Однако вычисления Элванг и Фигуэраса, специалистов по теории струн, показывают, что рождённые в ускорителе чёрные дыры могут обладать очень необычными свойствами.

Они будут состоять из двух, условно говоря, тел: центральной чёрной дыры и чёрной дыры — тончайшего кольца, окружающего первую дыру наподобие колец Сатурна, со своим собственным горизонтом событий столь необычной формы. По этой причине новый гипотетический объект физики назвали "чёрный Сатурн". Его диаметр должен составлять порядка 10^-19 метра.

Стабильность кольцу придаёт вращение с огромной скоростью. Это кольцо увлекает за собой по кругу пространство-время и вызывает также вращение центральной чёрной дыры.

"Чёрный Сатурн" может существовать только в четырёх пространственных измерениях, а не в трёх. Потому в космосе нет больших чёрных дыр такого типа. Но на микроскопическом уровне такие объекты возможны.

Теория струн привлекает для объяснения свойств окружающего нас мира дополнительные пространственные измерения. Предполагается, что они "свёрнуты" и проявляют себя лишь на очень маленьких расстояниях. Причём только гравитация проникает во все эти измерения, в отличие от других сил, довольствующихся обычными тремя. А из-за этого гравитационное взаимодействие на очень малых расстояниях качественно отличается от такового в макромире.

Поскольку чёрные дыры испаряются, а микроскопические — испаряются быстро, "чёрный Сатурн" просуществовал бы только доли секунды, породив потоки разнообразных субатомных частиц, которые зарегистрируют приборы. Ожидается, что распады обычной чёрной дыры и "чёрного Сатурна" оставляют различные следы, и в случае, если необычный объект будет создан на ускорителе, это можно было бы установить, заодно получив подтверждение теории струн.

Читайте также о косвенном свидетельстве существования дополнительных измерений пространства, чёрной дыре, предположительно уже созданной в США на ускорителе RHIC. Посмотрите, что вытворяет чёрная дыра нашей галактики. И почитайте подробнее о чёрных дырах.

Источник: New Scientist

-----------------------------------------------------------------
http://www.membrana.ru/lenta/?6962
http://space.newscientist.com/article/dn11180-atom-smasher-may-give-birth-to-black-saturns.html

[Garik]

При копировании текста, видимо, неправильно отобразились размеры т.н."черного сатурна". Следует читать 10^-19 метра.
Это вроде меньше электрона...?  Кстати, а каков его диаметр?

[Alex Swet-Koretski]

http://nanoworld2003.narod.ru/01/DATA/TEXTS.RUS/9960404.htm 

Электрон – составная часть атома, представляющая собой закольцованный луч, состоящий из электромагнитных волн, длина которых определяется в эксперименте Комптона. Толщина луча, который образует кольцо-электрон, составляет примерно 2 пикометра (10-12 м). Диаметр кольца-электрона в атоме водорода равен 1.06 ангстрема (10-10 м). Диаметр свободного электрона-кольца больше на несколько процентов, чем в атоме водорода.

  И в этом месте - общая проблема графического отображения словосочетания "в минус двенадцатой степени" - не решена. Получаются очередные жуткие "десять-двенадцать метров"

[Critic]

И в этом месте - общая проблема графического отображения словосочетания "в минус двенадцатой степени" - не решена. Получаются очередные жуткие "десять-двенадцать метров"

10^-12 м. Показатель степени берётся в теги [sup[/sup].

[T101]

Critic, спасибо за подсказку. Я поправил, теперь буду иметь в виду

А кто что может сказать по сабжу?

[halx]

По сабжу? Только то же, что и автор статьи на New Scientist: Подождём до конца 2007 года. А потом до конца 2008го, когда результаты эксперимента на новом коллайдере обработают 

[VVSFalcon]

И, будем надеяться, что теория расчёты по времени существования таких чёрных дыр, будут близки к реально полученным значениям. А то ведь всякое может быть (тьфу, тьфу, тьфу)

PS Вот интересно есть ли расчёты сколько проживёт Земля, если уронить на её поверхность ЧД массой, ну, скажем в 1 грамм (то что она провалится до центра Земли - ясно, а вот далее).

[polar]

И, будем надеяться, что теория расчёты по времени существования таких чёрных дыр, будут близки к реально полученным значениям. А то ведь всякое может быть (тьфу, тьфу, тьфу)

PS Вот интересно есть ли расчёты сколько проживёт Земля, если уронить на её поверхность ЧД массой, ну, скажем в 1 грамм (то что она провалится до центра Земли - ясно, а вот далее).

Такие черные дыры быстро испаряются. Прикиньте время испарения.

Размер такой черной дыры будет очень-очень мал. Мал будет и радиус, где ее притяжение будет доминировать. Поэтому
1. она быстро испарится
2. даже, если вы запретите ее испарение, ничего не будет происходить, ибо взаимодействовать она ни с чем не будет.


P.S. Все время говорю: "Черные дыры не сосут"

[Vitaliy]

PS Вот интересно есть ли расчёты сколько проживёт Земля, если уронить на её поверхность ЧД массой, ну, скажем в 1 грамм (то что она провалится до центра Земли - ясно, а вот далее).

А ничего не будет, масса то всего 1 грамм, а вот 1 куб. сантиметр....

[polar]

PS Вот интересно есть ли расчёты сколько проживёт Земля, если уронить на её поверхность ЧД массой, ну, скажем в 1 грамм (то что она провалится до центра Земли - ясно, а вот далее).

А ничего не будет, масса то всего 1 грамм, а вот 1 куб. сантиметр....

Сантиметр - это уже масса Земли

[taurus]

Сергей, мне (профану) Миша Прохоров как-то сказал, что "классические" ЧД, описываемые Швардшильдом, не испаряются, испаряются только "обычные", коллапсирующие ЧД. Это так или я его неправильно понял? Т.е. реликтовые ЧД не должны испаряться?

[polar]

Сергей, мне (профану) Миша Прохоров как-то сказал, что "классические" ЧД, описываемые Швардшильдом, не испаряются, испаряются только "обычные", коллапсирующие ЧД. Это так или я его неправильно понял? Т.е. реликтовые ЧД не должны испаряться?

Как говориться, черные дыры никому ничего не должны

Насколько я знаю, реликтовые черные дыры таки испаряются.

[taurus]

Насколько я знаю, реликтовые черные дыры таки испаряются.

Т.е., они не описываются уравнением Швардшильда?

[polar]

Насколько я знаю, реликтовые черные дыры таки испаряются.

Т.е., они не описываются уравнением Швардшильда?

Шварцшильдовским решением ничто не описывается  в природе с абсолютной точностью, точно также как никакая планета не является идеальным шаром.

[Garik]

Вот однажды на Астрофесте приобрел книгу Стивена Хокинга "Краткая история времени", по моему так. И в ней автор пишет, что испаряются все ЧД, только есть зависимость между массой ЧД и временем ее испарения. И чем масса меньше, тем испарение идет быстрее. Вроде как ЧД, с массой как у Солнца, будет испаряться т.е. излучать как черное тело с температурой 0.0001 ⁰ К или около того (простите, но я слишком давно держал в руках эту книгу и могу ошибаться). И если поток излучения или материи извне(реликтовое излучение, межзвездный газ) будет превышать этот поток от ЧД, то последняя будет продолжать набирать массу. Совсем другое дело у ЧД массой Земли или около того. Хокинг считает, что такие ЧД могли бы образоваться в эпоху Болшого взрыва,  и время их испарения составляет 10-12⁹ лет. Это реликтовые ЧД, и они должны заканчивать свое существоване в виде колоссальной гамма-вспышки. Ибо реликтовая ЧД планетарной массы в вакууме излучает больше, чем принимает реликтовое излучение. Но пока такие ЧД и вспышки не обнаружены... А что касается "лабораторной" ЧД массой в 1 грамм, то она немедленно испарится сразу после создания, излучив соотв. свою массу в виде гамма-лучей. Согласно Е=мс². Это энергия, порядка энергии ядерного взрыва. Лаборатории, да и сопутствующему городку настанет хана. Чтобы ЧД не испарилась раньше времени, ее надо сразу создавать таких размеров и массы, чтобы она излучала при испарении как тело с температурой не более 273 К, или около того, чтобы она "питалась" солнечным светом и не "худела".  ;D Наверное, для этого надо сколлапсировать какой- нибудь астероид. К превеликому нашему счастью современный уровень техники не позволяет сделать такого. Догадываюсь, что на Большом адронном коллайдере будет сздана ЧД с массой в несколько атомов(ну или десятков атомов).