人类制造出的黑洞能毁灭地球吗？

tiantian987

每次我们突破知识的前沿，它都会伴随着风险，也伴随着回报的前景。风险很多：找不到任何新的，实验没有按照设计发挥作用，甚至如果事情出错，破坏可能性也会大。但回报是巨大的，包括新知识的开启、新技术的开发以及整个人类科学事业的进步。

欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）

欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）就是其中一个，我们已经开始以粒子加速器中的最高能量碰撞质子。几年前，我们打破了在费米实验室创下的旧记录——2 TeV（太电子伏特，或10^12 eV），将每个粒子加速至3.5 TeV，并相互粉碎，达到总能量的7 TeV。这一发现不仅使我们能够创造出大量难以捉摸的基本粒子（如夸克和W-Z玻色子），而且使我们能够发现标准模型中的全新基本粒子，如：希格斯玻色子。

升级的欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）现在使我们能够达到 13 到 14 TeV 之间的总能量（取决于您询问谁）。如果我们真的很幸运，这些巨大能量的碰撞数量之多，加上我们高精度的探测器，使我们能够在这个实验室中制造和发现前所未见的粒子。 当然，这并不能阻止某些人提出令人难以置信的（和完全不可信的）声明，例如：

大型强子对撞机的科学家希望在几天内与平行世界取得联系，大爆炸理论可能被大型强子对撞机揭穿真相，对宇宙的窥探，最终导致通过制造出一个黑洞，吞噬地球，毁灭我们的宇宙。

虽然前两个只是糟糕的科学报告，第三个是常见的恐惧，一次又一次出现在各大媒体上，引发了没来由的公众恐惧。

那么，我们怎么知道它是错的？让我们来看看。

我们生活在一个四维空间的宇宙，三个三维空间和一个时间维度，有许多理论预测了额外维度的存在，而且至少有一个额外的空间维度存在于我们的宇宙中。尽管我们不能完全以我们所探索的能量来访问这些维度，但可以想象，在比我们所研究相对更高能量的尺度小，存在额外的维度。

如果这些额外的维度存在，一个理论上的可能性是，有可能创建微观的黑洞！

黑洞

如果我们能做到这一点，这将是一个令人难以置信的科技壮举，一项令人惊叹的证据，它将永远改变我们对宇宙的理解。当然，你说"黑洞"这个词，人们会在脑海中闪现一幅这种灾难性的画面，吸积各种物质，逐渐吞噬构成我们世界的质子、中子和电子，并最终摧毁整个宇宙。

这是不可能的。事实上，有三个原因，我们知道这是不可能的，下文我将逐一反驳解释。

1.） 如果这些微型黑洞存在，地球已经被它们撞击了数十亿年，现在我们的地球仍然存在于宇宙中。

当然，我们以前从未在实验室环境中制造过这种能量的粒子。但在最高能量下，能量比我们在LHC制造的粒子大一亿倍以上：从太空四面八方轰击我们的宇宙射线。

图注：宇宙射线通量（每个区域的粒子）与能量（在电子伏特中，最高能量对应于+1焦耳；10^12eV对应于LHC碰撞中的能量）。

这些黑洞，如果它们存在的话，就会轰炸地球（和所有行星），在整个太阳系历史，绝对没有证据表明，我们太阳系的任何天体曾经成为一个黑洞或被黑洞吞噬。

但也许，你会反对，这些黑洞移动太快，所以它们只会从地球掠过，由于吞噬太少的物质，不能留在太阳系里，然后穿过星系间空间，远离太阳系而去。好吧，如果你反对这，也许第二个原因，可以解释为什么这是不可能的。

2.） 如果确实创造了一个微型黑洞，它们就会在小时间尺度上通过史蒂芬霍金辐射衰变。

如果有额外的尺寸，可以想象，它们可能是一种特定类型，允许（同样，非常罕见，但看似合理）形成一个微观黑洞。这个黑洞的质量最多等于质子与质子碰撞的能量，或高达13至14TeV。通过 E=m(c^2)，这对应于质量仅为5x10^(-20)克，而且很可能更少。

人们对黑洞恐惧

但是，即使有正确的比例和正确的类型的额外尺寸制造出这个黑洞，仍然有一个问题：它是不稳定。由于量子力学定律，这个黑洞将会通过一个称为史蒂芬霍金辐射的过程而衰变。对于质量为5x10^(-20)克的黑洞，三维的衰变时间约为 10^(-83) 秒，这甚至不足以存在！为了物理有意义，我们需要大约10^(-43)秒或更长时间。需要至少是0.00002克质量才能转化为黑洞质量，这样的黑洞才会有存在的机会。

然而，在四个维度中，特别是如果"额外"维度较大，衰减时间一直长达10^(-23)秒。为了克服这个微型黑洞的预期衰变，我们必须抛弃已知的物理定律。这些定律是如此完善，这是不可思议的，以至于无法想象它们是错的，这就像明天醒来，看到太阳在西方升起。

但是，为了论证起见，让我们假设有一些新的物理定律，我们想到可以使这些黑洞保持静止。所以，制造一个黑洞——一个微小的黑洞在地球中心静止不动，且该黑洞不会衰变，它能吞噬地球吗？如果是这样，那会有多快将地球吞噬呢？这给我们带来了我们的第三个也是最后一个反对理由，并记住：为达到这一点，我们已经两次抛弃了已知的物理定律。

3.） 您可以计算黑洞吞噬物质的速度，发现它的成长速度，比太阳的寿命甚至宇宙的年龄要长得多。

我们知道黑洞"吸积"一切物质，但事实是，物质只能与黑洞引力相互作用。在质量为5x10^(-20)克时，黑洞施加的引力极其微弱：它所能做的就是进入地球的中心，然后再次向外传递，希望与基本粒子相撞。虽然黑洞的横截面很小，但质子（或中子）的横截面相当大，因此我们可以假设——为了论证——每次黑洞撞击质子或中子时，它都会吸收它。

假设黑洞吃掉与它接触的每一个质子、中子或电子——也考虑到它的引力，看看它吸引什么——它将每秒吃掉大约66，000个质子和中子。当然，66，000个质子和中子的质量是很小的：1.1x10×^(-25)克。这个增长率保持恒定，直到黑洞变得相当大，只有当黑洞大约10亿吨时，才会开始比这个速度增长得更快，因为它的横截面需要这么长时间才能增加。每秒捕获66，000个核子，需要多长时间才能使黑洞达到一公斤？三万亿年，比太阳的寿命甚至宇宙的年龄要长得多。

可观测宇宙年龄

因此，即使大型强子对撞机（LHC）制造出一个黑洞，即使它永远存在，它是无害的。不管你抛弃多少物理定律，或者修改物理定律，地球仍然不会被该黑洞吞噬。

所以，请振作起来！任何你担心我们地球被黑洞吞噬的恐惧，都是无稽之谈，现在你掌握了这些科学知识，你可以放心了，至少，从物理学上来说，地球是安全的。

原文地址：今日头条

进化论上的骗局

是微观黑洞，不用担心。——就像两个飞速动行的物体撞在一起后会有一个“晕头”一样的撞击效果，过一会就消失了。