應用粒子加速器來製造“微型黑洞”比我們想象得容易，也比人們過去推算的輸入能量少許多。如果物理學家用如此少的能量能在地球上成功地創造黑洞，那麼這種成功似乎可以證明，在我們的宇宙也許存在額外的空間維度。物理學的革命性變化也許發生在奇異的過程中，一些物理學家提醒人們，任何用加速器製造的微型黑洞不會對地球造成危害。
黑洞的形成與引力場的強弱有關，如果物質周圍的引力場達到特定的強度，那麼沒有什麼物體能夠擺脫它的拖動作用，甚至光也無法逃逸它的引力邊界。黑洞能夠從死亡恆星的爆發中形成，大質量恆星在死亡的過程中發生劇烈爆炸，恆星的遺留物質在自身的引力作用之下，開始不斷地向內擠壓、坍塌，最終形成一個超高密度的“球點”。“人造黑洞”沒有應用死亡恆星發生擠壓和坍塌的原理，科學家在物理實驗的條件下讓高速運動的粒子發生碰撞，高能粒子的相互碰撞形成“微型黑洞”。
圖片顯示，兩個相互猛烈碰撞的粒子發生了扭曲，變形成一個“薄煎餅”形狀。
包括“弦理論“在內一些“新物理學”指出，在宇宙中存在額外的空間維度，多維空間的每一維度都摺疊起來，它們隱藏在我們看不見的微觀世界中，每一維度的尺寸從小到像質子一樣大到大到像零點幾毫米一樣小。在額外維度的空間尺度內，引力將變得非常強烈，遠遠超出了正常引力的標準值，同樣的情形發生在粒子加速器中，撞擊後產生的微觀粒子能夠大量、連續地吸收能量，從而形成微型黑洞，
當世界上誕生了最強大的粒子加速器——歐洲大型強子對撞機之後，在一些科學家的腦海中時時浮現“龐然大物”的機器變成“黑洞工廠”的景象，頻繁的碰撞試驗會不會每一秒都在製造令人生畏的黑洞？大型強子對撞機賦予其內的粒子以極高的速度，粒子沿著17英里、或27公里的圓周管道高度運轉，以獲得粒子對撞、爆炸所需的極大能量值，每一個對撞粒子的極大能量值相當於一輛400噸的火車以大約每小時120英里，或每小時195公里疾馳時所擁有的能量。
圖片顯示剛剛完成的粒子碰撞過程，形成了一個微小黑洞。
———怎樣創造一個黑洞
到目前為止，研究人員沒有在大型強子對撞機內探測到黑洞，科學家對於理論的可能性依然信心百倍、興趣盎然，他們使用了超級計算機，模擬在對撞機內粒子以接近光速運動時所發生的碰撞過程，超級計算機的模擬顯示，微型黑洞的產生所需要的能量比之前想象得更低。新發現的理論基礎是愛因斯坦的質能關係式，能量等於質量乘以光速的平方，這一著名的公式揭示了物質和能量的相互關係，質能關係式意味著，對撞機內較大能量的粒子是那些速度更大的粒子，加速粒子的質量變得較大。新發現的理論基礎在於愛因斯坦提出的物質與時空相互關係的相對論，天體物質彎曲了周圍的空間和時間構造物，這種彎曲效應產生了引力現象。在強子對撞機內高度運動的粒子同樣彎曲了周圍的時空統一體，質量變大的粒子對周圍時空的彎曲效應得以積聚更大的能量，這就像球面透鏡積聚光線、形成焦點一樣。
當兩個粒子相撞時，每一粒子從對方聚焦更多的能量，經典的相對論排除了額外空間維度的概念，如果科學家使用經典的相對論模型進行計算，那麼他們也許發現，微型黑洞的形成只需之前所期待的三分之一的能量，按照普林斯頓大學的理論物理學家弗朗斯·普里托里厄斯解釋，按普通物理學的計算，需要的能量為一個天文數字：1000的5次方，或100萬的4次方，或1000億，這個製造微型黑洞的能量驚人，遠遠超出了人類能力的範圍，哪怕相當於這一能量值的三分之一，人類也無法供應。“新物理學”展現的場景完全不同，以額外空間維度為基礎的物理學能夠讓微型黑洞在較低的能量值產生，科學家目前不能預測微型黑洞產生的具體途徑。
———無風險的黑洞
即使是微小的黑洞聽起來也令人恐怖和驚秫，如果粒子加速器創造了無限小的黑洞實體，那麼人們也無需擔心地球的危險。普里托里厄斯解釋，人們有一個錯誤的概念， 在大型強子對撞機內生成的小型黑洞將吞滅我們的地球，科學家卻不這麼認為，這種事件的發生在科學上完全不可能。經過理論物理學家斯蒂芬·霍金的計算，所有的黑洞在時間進程中會逐步失去質量，產生科學家稱之為的“霍金輻射”現象。小型黑洞同樣通過蒸發失去質量，而蒸發的速度大於它在成長中捕獲的質量，在小型黑洞“敞開胃口”，準備“大吃特吃”任何數量的物質時，它的生命已經結束，小型黑洞的死亡過程在“一眨眼”的功夫，時間短到1秒的幾分之幾以內。簡單地地說，它想吃，卻來不及吃。
如果有科學家懷疑霍金理論的正確性，他們能夠證明黑洞的穩定性，它們不至於在1秒的幾分之幾以內死亡，那麼人們也不用擔心小型黑洞的潛在危險。在粒子加速器內創造的黑洞具有足夠的速度來擺脫地球的引力，如果一些小型黑洞沒那麼幸運，沒有逃過地球的引力，它們也不會立刻吞掉地球，微型黑洞是如此的微小，以至於它們需要用目前宇宙年齡的時間來吞噬地球的哪怕只有1毫克的物質。普林斯頓大學的普里托里厄斯解釋說，“這些黑洞實在太小，它們無法消費任何顯著數量的地球物質”。普里托里厄斯和他的同事威廉·伊斯特將發現成果的細節以論文的形式發表在3月7日刊出的《物理評論通訊》雜誌。
（編譯：2013-3-13）
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