宇宙对撞机：是否存在先进文明能够利用黑洞的能量？

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若宇宙对撞机产生的高能粒子，有何惊喜所在？

是否存在先进的外星文明在“普朗克尺度”能量中建造出一个黑洞动力的粒子加速器并以此来研究物理学了呢？假设有这样的一个宇宙对撞机正潜伏在宇宙的角落中，我们能在地球上检测到它吗？

图源：physicsworld

新泽西的普林斯顿高级研究所的Brian Lacki，已经做过计算，结果表明如果真有这样一个加速器存在的话，它将会创造出能够被地球人检测出的1024eV的中微子。因此，Lacki呼吁寻找外星智能（SETI）的天文学家，能够去寻求超高能粒子。他的呼吁获得了Paul Davies的支持，他是亚利桑那利州大学的SETI专家，他相信这项搜寻活动理应在传统望远镜搜索范围外进行扩大搜索领域。

粒子物理的噩梦就是天文学家寻找外星人的梦想。

如同人类一样，一个先进的外星文明，对物理学有浓厚的兴趣，会建造出粒子加速器来得到越来越高的能量，这似乎是很合理的设想。这种能量升级可能是由于粒子物理学的“噩梦”，“噩梦”即在标准模型的1012eV能量和1028eV普朗克能量间没有新的物理学能量----引力的量子效应将会变得强大。Lacki说，粒子物理的噩梦就是天文学家寻找外星人的梦想。外星物理学家们可能会面临的一个重要问题是，电磁能量的密度需要达到普朗克尺度是如此之难以至于仪器可能会陷入黑洞自身造成的崩溃危险之下。然而，Lacki指出，一个聪明的设计者将能够在原则上绕过这个问题，并且即使极度艰难，也能在技术条件允许下，达到普朗克能量。

图解：大型强子对撞机 图源：sogou

毫无意外，这样一个加速器将会无比巨大。Lacki相信如果利用电场提供加速度，那么设备半径必须至少是太阳半径的十倍。但一个磁学同步加速器相较之下会小一些。至于何种材料能用于建造这样的加速器，据Lacki所说，普通的材料无法承受强大的电磁场。事实上，如此高能量密度的为数不多的地方，可能会存在在一个黑洞的周边，在这种地方，他认为才可能创建出普朗克尺度的加速器。

图源：jstv

大量的污染

数万XeV的碰撞粒子只是成功的一半，然而，Lacki推算出外星研究者对于在这样一个宇宙对撞机中的绝大多数碰撞都是兴趣缺缺的。为了获得普朗克尺度物理学的有效信息，他认为这种加速器的总碰撞率会是大型强子碰撞机的1024倍。”像这样建造加速器来检测普朗克事件，会产生大量的浪费和污染“，Lacki解释道。

图解：日本超级神钢探测器。图源：ihep

因为大多数的该污染都是极其高能量的粒子，所以原则上能够抵达地球,只是目前尚不清楚的是它们是否能够从对撞机中强烈的电磁场中逃逸。此外，如同地球上的对撞机，宇宙机器的建造者们可能会尽力使周围地区免遭辐射的伤害。事实上，Lacki的分析表明，中微子是唯一可能会抵达地球的粒子。

这些中微子的能量会比有史以来在地球上发现的最高能量的中微子超过十亿倍或更多倍。然而，与其它较低能量的同行不同，这些中微子会由于其更强烈的相互作用，更容易被检测到。Lacki推算道，大多数这样穿越地球海洋的中微子，将以二次粒子的形式沉积能量。当海洋过于黑暗，科学家无法通过二次粒子发出的光线来检测时，Lacki测算二次粒子间的声音可以被水里的海底中微子探测器检测到。然而，由于中微子极其罕见，一次检测到中微子的机会，需要10万个探测器的支持。

图源：51yuansu

月球的整体

另一种可能性是他们使用月球作为中微子探测器，即使这样探测敏感性较低。事实上，NuMoon实验目前就是使用地面电望远镜来检测当1020eV中微子撞击月球表面时产生的二次粒子。然而探测到1024eV中微子并不能证明外星加速器的存在—一些理论认为，这些中微子可能是由宇宙弦的衰变而自然产生的。Lacki阐述到，发现这样的高能粒子，将是物理学的一个重大突破。

图源：sohu

虽然Davies渴望扩大寻找地外文明计划，但他确信寻找宇宙对撞机有一个致命缺陷。“我的主要问题是一旦这样的外星实验完成，实验所在地将不需要维持事物运转，然而在没有这样大型仪器出现的地方，就只会面临瞬态脉冲的结局。”他对 physicsworld如是说。

Davies相信对于现在的人类来说，他们难以理解为什么一个先进的外星文明要建造普朗克尺度的对撞机。“为什么这么做呢？也许是为了创造一个小宇宙或一些奇异的时空雕塑。”他推测道。“为什么做这个呢？也许是这个假设的文明感受到面临宇宙维度的威胁。这个威胁又是什么呢？我不知道。然而，一个所知超过人类知识库shi一百万倍的文明，它所可能感知的所有威胁都是我们所乐以不知的。”

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Hamish Johnston-句号兽

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原文地址：今日头条

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