大型對撞機能產生黑洞?

侶意


最近幾天,關於中國要不要建造大型對撞機的討論又見諸媒體,楊振寧依然持堅定的反對意見,他是反對中國建造大型對撞機的代表人物。

提到對撞機,有些人可能會想起曾經看過一些文章說大型對撞機可以製造出黑洞,更有一些宣揚人類毀滅地球的文章說對撞機制造出的黑洞會將地球吞噬掉。可是看看楊振寧等人反對中國建造大型對撞機的理由,無非就是大型對撞機的盛宴已過,再建造大型對撞機已不容易出成果,何況還要花費大量的資金,有這筆錢完全可以投到其他研究領域。不論是哪位科學家的反對意見,都不曾提到對撞機撞出的黑洞會把地球吞噬掉。

那麼大型對撞機有沒有可能製造出黑洞呢?從理論上講還真有可能,並且也有理論認為中國要建造的對撞機能量已經足夠製造出黑洞,甚至認為目前歐洲的大型強子對撞機也能夠製造出黑洞。但是從未有科學家擔心對撞機制造出的黑洞會把地球吞噬,相反還非常期盼能夠探測到對撞機制造出來的黑洞。

一個質量超過太陽質量30倍的恆星到了晚年,核聚變向外的輻射就無法抵抗萬有引力的坍縮,最終恆星坍縮成了黑洞。從這裡可以看出,只要能夠將有質量的物體壓縮到一個足夠小的空間內,那個物體就成了一個黑洞。大型對撞機就是可以以此來製造黑洞。

大型對撞機可以給帶電粒子提供能量,根據愛因斯坦的理論,能量和質量存在著量綱關係,給粒子提供了能量,其質量也會相應的增大。歐洲的大型強子對撞機可以將質子的質量加速到其靜止質量的數千倍,中國規劃建造的大型對撞機能量還要進一步的提升,兩個粒子迎頭相撞相當於又進一步提高了能量或質量。

兩個質量是其靜止質量上萬倍的粒子迎頭相撞,能否把全部的質量集中在其史瓦西半徑以下呢?這裡又涉及到很多非常基本的問題,比如粒子的半徑是多少?目前所有的實驗都沒有測量到粒子半徑的下限,給出的數據都是粒子半徑的上限。還有,在更小的尺度下,現有的理論是否還能夠成立?有理論認為在更小的尺度下,萬有引力會增加得更快,這樣按照現有對撞機的能量,已經能夠製造出黑洞。

為什麼沒有檢測到黑洞?為什麼不用擔心這種黑洞將地球吞噬呢?因為幾乎所有的理論都認為黑洞的壽命與其質量有關,這種質量非常小的黑洞其壽命會短到還沒來得及測量就蒸發完畢。若是能夠探測到這種黑洞,就可以檢驗很多有關黑洞的理論是否正確。所以,物理學家們會期盼發現這種黑洞而不是擔心這種黑洞將地球吞噬。


刁博


十年前,大型對撞機建成,然後做了一次粒子對撞實驗,瞬間形成一個直徑一公里的黑洞,將地球完全吞噬,當時地球附近的星體和太陽系局部結構都受到了巨大的影響,特別是月球,整個處於無所適從的狀態,,

十七秒鐘之後,地球竟然從消失的原處憑空出現,之前吞噬地球的黑洞也不見了,地球出現的第一件事情就是把剛剛逃逸出去幾千公里的月球抓了回來,然後怒視了不遠處勾引月球出逃的金星一眼,,

地球雖然原封不動的回來了,可是地球時間卻回到了消失那一刻十年以前,所有的人都渾然不知,大型對撞機項目有條不紊的開始建設著,而質疑聲不斷,老百姓對此毫不關心,,

時間依舊向著十年後的那次對撞實驗逼近著,沒有人記得上次對撞之前的事情,更沒有人知道這個循環發生了多少次,,

你數的清她身上的條紋嗎,,,



劉慧穎A



目前世界上最強大的對撞機是位於歐洲日內瓦地下100米的環形軌道,物理學家們通過這個耗資巨大的“玩具”將兩個微觀粒子加速到接近光速然後讓它們撞在一起利用撞擊產生的碎片來研究微觀粒子更深層次的奧秘,從而推動基礎物理學的進步。

黑洞是廣義相對論預言並被證明的一種極端天體,簡單來說就是巨量物質聚集在時空一點的產物,雖然宇宙的天然黑洞都是大質量恆星坍縮而來的,但如果把地球半徑強行壓縮到9毫米,那麼地球就能變成一個黑洞,如果太陽想變成黑洞的話就需要把半徑強行壓縮到3千米,所以說只要技術達到一定程度人造黑洞還是可行的。



大型對撞機可以把兩個粒子加速到近光速然後撞到一起,兩個粒子最後質量會在加速過程中被相對論效應急劇放大,因此撞擊瞬間產生的能量足以比肩宇宙大爆炸時的創世能量,這種高密度的能量理論上是有機會生成微型黑洞的。

但以人類目前對黑洞的瞭解,質量越小的黑洞霍金輻射就越劇烈,也就是說對撞機產生的微型黑洞在一瞬間就會蒸發的無影無蹤,所以物理學家們並不擔心未來有可能出現的人造黑洞會毀滅地球。



在科幻小說《三體》中太陽系人類建造了超巨型的“環日加速器”並利用這個加速器製造出了小型黑洞並將其導入到了木衛十三中變成了一個穩定的黑洞。


宇宙探索未解之迷


大型對撞機能產生黑洞?

四十個國家超過兩千位物理學家合作建成的LHC是全球最大的加速器,質子在長達27千米的環形隧道內通過強大的電場不斷加速,一直達到光速的99.9999991%,然後兩束質子束迎頭相撞,每秒發生超過6億次撞擊,產生超過太陽內核十萬倍的高溫!目前LHC已經發現了希格斯粒子、玻色子的存在,後續升級後發現夸克奇異重子’五種夸克的‘味變’集合體存在,未來還可能發現超對稱粒子與粒子的額外維相存在!

但是很抱歉,到現在為止LHC中並未檢測到撞擊產生的黑洞,儘管這在LHC開建以及初始運行之前吃瓜群眾一直擔心的問題,但事實證明LHC並不會產生傳說中的黑洞!可能因素有兩個:

一、LHC的能量不夠?

功率達到最大時,數萬億個質子在LHC的加速器環內以每秒1.1245萬次的頻率反覆穿行,最大度是光速的99.9999991%。兩束質子束的能量達到了史無前例的70000億電子伏特!儘管從理論上看確實有可能達到產生黑洞的可能,但大家都是頭一回,功率不夠也許可以從中作一番解釋!

這是LHC遙遙無期的未來環形對撞機計劃,這個規模和中國正打算建設的CEPC有些類似,都是100KM左右,但中國會先上馬電子對撞機計劃,後續的質子對撞SPPC還需要CEPC的進展以及取得的科學資料後再定,因此預計在2040年之內,不會出現更加龐大的質子對撞機!當然擔心出現黑洞的朋友也許可以鬆一口氣了,LHC也許能量不足,而更高能的不會在短期內出現!恭喜各位,可以睡幾年安穩覺!

二、黑洞蒸發太快,我們根本就沒法檢測到?

根據霍金的黑洞蒸發理論,黑洞並非是只吞不吐的天體!據霍大爺計算表明,黑洞的蒸發輻射具有黑體的所有特徵!對於史瓦希黑洞來說,黑洞的溫度與質量成反比,因此假如一顆恆星坍縮成黑洞,其極低溫輻射幾乎可以忽略不計,但一個微型黑洞比如基本粒子級別的黑洞,溫度將達到上千萬甚至上億K,而輻射將會加劇溫度上升,進入不可逆的惡性循環,瞬間就蒸發完畢!而這中間所經過的時間也許在我們能夠檢測的閥值之下,或者我們要升級技術,或者我們能囚禁黑洞,當然後這些都是不靠譜的腦洞!

結論:到現在為止我們並不能肯定或者否定LHC會導致黑洞的出現,也很難否定未來的CEPC和SPPC會出現黑洞,但有一點可以肯定,宇宙中這種能量極高的粒子是比較多的,因此它們的碰撞幾率很很高,難道在太空中都遊蕩這這種微型黑洞?這看起來實在是太危險了,根本就不是我們呆的地方!而事實上並沒有,相信未來也不會有,不過如果真的能製造出一個能夠被束縛住的黑洞,那麼敢情不錯,哪天咱也去圍觀一下!


星辰大海路上的種花家


歐洲大型對撞機會不會產生黑洞還沒有實驗證據,但科學家從理論認為是可行的。

除了大型對撞機制造人造黑洞,其他的對撞機和其他方式也能製造人造黑洞。

事實上,科學界已經制造了一些人造黑洞,但都不是我們瞭解的那種可以吞噬一切的黑洞。

最早提出人造黑洞理論的是加拿大哥倫比亞大學的威廉·昂魯教授,他認為如果流體的速度超過聲速,就可以在該流體中建立一個人造黑洞。但這種黑洞由於缺乏足夠的引力,只對聲音現象表現出黑洞的性質,而無法像真正的黑洞那樣吞噬周圍所有東西。

2005年3月18日,美國布朗大學物理教授霍拉蒂·納斯塔西在實驗室製造出了第一個人造黑洞。

他這個黑洞是在重離子碰撞機中得到的。布魯克海文國家實驗室裡的相對重離子碰撞機,可以把大型原子核(如金原子核子)以接近光速的速度相互碰撞,產生相當於3億倍太陽表面溫度。

納斯塔西製造出來的黑洞,就是這種碰撞原理製造出來的熾熱火球,因此它不是黑的,而是一個明亮的火球。這個火球可以吸收周圍10倍於自身質量的粒子,比所有量子物理學所推測的吸收粒子數還多。

這個實驗的重大意義是從過去最初的理論認為人造黑洞不能吸收物質,現在卻能夠吸收物質,所以是一個重大突破。

2009年初,印度烏爾都大學的伊維根·納瑞馬洛維和亞歷山大·基爾迪謝維也發表了一項關於人造黑洞的研究,提出瞭如何建造可以吸收光線的桌面黑洞理論。

這種人造黑洞可以模擬宇宙黑洞,其強烈的重力可以扭曲時空,導致周圍任何物質或輻射遵循引力定律,螺旋式向內被吸收。這種人造黑洞是由包含著同軸環殼的中心柱構成的圓柱結構。

這個理論很快被中國科學家所證實。2009年10月,南京東南大學的科學家崔鐵軍和陳強就建立了一個這樣的“人造黑洞”,這是用一種“超級材料”構造成一個直徑22 公分的設備,它有60 個同軸環,40個同軸環構成外殼,內部20個同軸環構成吸收體。當入射的電磁波打擊該設備時,電磁波會被誘導進入內部同軸環而被吸收,又把吸收的電磁波轉化為熱量。

但這種裝置並不會吸收任何實質性的物質,只會吸收電磁波或光,因此是一種很安全的“光學黑洞”。將來這種“光學黑洞”很可能會被做成新型太陽能收集裝置,效率將比傳統的太陽能收集裝置效率高出很多。

歐洲大型加速器的建成曾經引起不少人的恐慌,認為今後將會隨時隨地的製造出黑洞,地球很可能會毀於一旦。

這種擔心基本上都是不具備專業背景的人士,而且又不願意聽從歐洲科學家們解釋的“固執”人士。

美國加州大學物理學家史蒂夫·吉汀斯是這方面的權威人士,他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科幻或者虛構,真正的粒子碰撞得到的黑洞是無害的。

因為我們每天都在宇宙這個超大粒子對撞機中生活,比大型對撞機更強大的宇宙射線和高能粒子常常轟擊著大氣表層,太陽或者白矮星、中子星的表面,每時每刻都在發生著這樣的粒子碰撞。如果這種碰撞會發生危險的話,科學界早就發現了,然而迄今為止並沒有出現這種狀況。

別看大型對撞機那麼龐大,周長有27公里,中國還要建設100公里的,但在裡面運行的只是基本粒子或者核子,都是人眼看不到的極其微小的事物。

因為只有這麼微小的東西才能夠通過巨大能量把它們加速到接近光速。也是有在這種極端條件下才能夠產生所謂宇宙大爆炸第一秒鐘的狀態,或者人造黑洞。

研究表明,微型黑洞釋放出的物質遠遠多於其吸收的物質,且蒸發很快,快到難以看到,要用飛秒攝像技術才能夠捕捉到。

假設這種微型黑洞沒有蒸發的話,要吞噬1個質子也需要100個小時,吞噬100個質子則需要一年,如果吞噬1毫克的地球物質要花費比宇宙年齡還長的時間。

按照權威人士的這種說法,大家完全可以把心放在肚子裡,沒事,人造黑洞永遠也吃不了你。

但也有一些人不這麼認為,俄羅斯科學家亞力克山大·特羅菲蒙科就認為,能吞噬萬物的宇宙黑洞也完全可以通過實驗室製造出來。

他們把製造黑洞的反物質稱作歐頓(otone),一顆歐頓的威力相當於原子彈的40倍。

俄羅斯科學家們甚至將這種黑洞知識編入了教科書,認為一個原子核大的黑洞就相當於一座核電站的能量,一顆黑洞炸彈就可以毀滅10億人類,這種黑洞炸彈可以瞬間毀滅地球,在這種黑洞炸彈面前,核彈將變得輕如鴻毛。

時空通訊寧願相信這只是一種狂妄流言,因為在那個秀著普梅二人轉的地方流言遍地,什麼火星男孩、外星人摧毀了車里雅賓斯克隕石等等,實在沒有理會的必要。

我相信真正主流科學家的判斷,大型對撞機裡製造出來的黑洞不傷人。

就是這樣,歡迎討論。


時空通訊


大型對撞機能夠產生黑洞。當然,它現在只存在於《三體》小說裡面,和現實社會無關。

環日加速器

下面的描寫摘錄自《三體.死神永生》:

“前方的太空中出現一個環形的構造物,曹彬指令太空艇駛近它並減速。那個圓環光潔的金屬表面把星光拉長成一道道光紋,也反映著太空艇變形的映像,讓人不由得想起藍色空間號和萬有引力號在四維空間中見到的魔戒。太空艇懸停在環的旁邊,程心目測了一下,環的直徑大約兩百米,環箍約五十米粗。

這就是環日加速器。曹彬說,語氣中帶著明顯的敬畏。

這麼小?

哦,對不起,我說得不準確。這只是環日加速器的一個加速線圈,這種線圈有三千二百個,間距約一百五十萬千米,在木星軌道上環繞太陽一圈。被加速的粒子可不是在這個環裡運行,而是從環中間穿過,被線圈產生的力場加速,飛向下一個線圈再被加速可以這樣繞太陽一圈或幾圈。”

對,只有這種規模的加速器,才稱得上是——大型對撞機,也只有這樣的對撞機才配得起製造一個——黑洞。現在大家熱烈討論的那個LHC也好,即將中國投資的CEPC也罷,在這個巨型的構造面前,連小弟弟都算不上吧。

微型粒子黑洞

巨型的環日加速器,可以製造出一個黑洞,當然它只有一個微觀粒子大小,如果不去管它,它將迅速的在加速器裡面蒸發掉。只要磁場約束還存在,那麼它不會造成任何其他影響。


如果需要把黑洞保住,同學們有時間來研究的話,參考《三體》的做法,我們可以把微型黑洞射入到一顆小行星上即可,就用木衛十三吧。半徑八千米的木衛十三大部分物質都被黑洞吸入,這時候黑洞將變得穩定,它的史瓦西半徑,或者說視界半徑,由一個基本粒子大小增長到二十一納米。並且可以在完全蒸發前,保持穩定半個世紀左右。

咱們的大型粒子對撞機能否製造黑洞

理論上,即將投資建設的大型對撞機,並沒有多大可能性,能夠達到製造物理微觀粒子黑洞的程度。


但實際上,它將是一個可怕的黑洞,至少3000億的資金將瞬間無影無蹤,並維持每年鉅額吸收金錢的能力,長達半個世紀之久。

結語

大家看著辦吧。我無話可說了。


貓先生內涵科普


大型對撞機實驗的目的是通過實驗物質對撞尋求一些理論中的物質粒子,屬於一種對沖的機器,這種是使用特殊的方式來加速物質粒子之間產生強烈的對碰獲得一些變化中存在的物質粒子,這種屬於高能物理,從作用來說對撞機是不可能製造出像天體黑洞那樣的東西的,只能形成一種不斷吞噬金錢物質的黑洞。


對撞機的建造以及運用需要耗費大量的金錢和人力物力,美國1989年打算建造全世界最大的對撞機,前期預算是三十億美元的投入,而在建造的過程中預算成倍增加,在還沒有建成的時候已經增加到了80億美元的程度,而且這些還是沒有建成的費用,後期的保養維護以及各種實驗的開銷更是未知數字,所以美國國內大多數人開始抗議和反對繼續投入建造對撞機,美國政府部門對於這麼大的吞金獸也很無奈,最後宣佈放棄了建造下去。

而對於對撞機的建造,在1989年美國花了那麼多錢都沒建成後選擇放棄,以現在的環境來說建造對撞機的價格更是翻好幾倍都不止,而且這些也都只是預算而已,真正的開銷遠遠搞過預算,不要說我們國內建造會價格低很多,其實對於這種高科技價格根本不可能會低,一些漂亮的數據是做給人看的,事實跟數據是兩碼事,沒有漂亮的數據怎麼會獲得更多的投入呢!


對於對撞機建造和使用以及維護的確是要花天文數字,把這個設備比喻稱為黑洞其實也並不為過,這種設備砸多少錢進去都不夠,更何況還有一些人為黑洞的存在,兩者相加在一起,吞錢的黑洞可以說永遠填不滿,為什麼說很多人並不贊同建造大型對撞機,因為很多人都知道這個設備非常的燒錢,光建造就是一個無底洞,而且建造成功了以後的各種維護費用又是無底洞。

因為這個設備花大錢建成以後,本身就已經投入了天文數字,如果在使用過程中出現故障需要維護保養,那肯定會花大量的金錢,而如果真正的這個東西能在自己人手中發揮了應有的作用還好,如果只是為了其他目的而建造那問題就大了,建成以後一些人開口要錢就更方便了,畢竟如果以維護保養設備的名義要錢就變得理所應當,到時候才是真正的黑洞真正的無底洞。



對撞機實驗並不能製造出類似天體黑洞的東西,但是對撞機本身就是一個吃錢的黑洞,而且還能製造出吃錢黑洞效應,畢竟那麼貴的東西維修保養的費用肯定非常貴,但是這些錢是不是真正的花在維修保養上面就不好說了,畢竟這個設備本身就是黑洞,而且也很容易被用做藉口來養另外的黑洞,並不是我們不相信科學 並不是我們不想把錢投入進去研究科學,只是從投錢的方式和方向上面需要認真對待,畢竟錢花在科研上面應該支持,但是花在我們根本掌控不了的空中樓閣上面就真的不應該了,走路要腳踏實地,不應該走路都沒穩就想跑的心態出來。


無法超越的足跡


現在的技術還只是簡單的3D投“影”而已,很久以前的真正7D全息,投射的就是實物。這技術並不難理解,把物質先分解成元素,再分解成原子中子質子,同等量狀態下只要相互傳遞訊息在另一端直接生成就可以。神話的世界並不難想象,那也並不是什麼迷信的傳說,那只是人類遺忘的世界。神的世界本來就是這樣如夢似幻,一切都只不過是在正確的矩陣科技條件下而創造誕生出的世界,而不是靠文盲迷信的什麼修煉修仙。

正確的矩陣世界裡,是一副畫通向另一副畫的世界,以正確的矩陣星門科技互相連接的世界。


宇宙導遊


道不同,不相為謀,討論對撞機的科學性已成偽命題,楊太天真了,大眾愚味無知,涉及自己切身利益的事卻漠不關心,偈後語:晚期肺結核一一沒治了


杜嶸盆景


原創思想,黑洞的正確稱呼是質量奇點,有巨大的質量,引力和慣性,沒有能量,也不能轉換為能量,所以它永遠深藏於黑暗之中,不能被能量探測器探測到,很顯然LHC之類的,以能量探測為手段的對撞機永遠不可能找到質量奇點,相反,用逆向思維設計的物理實驗並不難製造出質量奇點。


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