Mini-Schwarze Löcher leichter zu machen als gedacht

Mikroskopische schwarze Löcher mit Teilchenbeschleunigern zu schaffen erfordert weniger Energie als bisher angenommen, sagen Forscher.

Gelingt es Physiker schwarze Löcher mit solchen Energien auf der Erde zu schaffen, könnte die Leistung die Existenz von extra-Dimensionen des Universums, Physiker zur Kenntnis genommen.

Jede solche schwarzen Löcher würde kein Risiko auf die Erde, stellen jedoch Wissenschaftler hinzugefügt.

Schwarze Löcher besitzen Gravitationsfeldern so mächtig, dass nichts entweichen kann, nicht einmal Licht. Die Löcher normalerweise entstehen, wenn sich die Überreste eines Toten Sterns unter ihrer eigenen Schwerkraft, drückte ihre Masse zusammenbrechen zusammen.

Eine Reihe von Theorien über das Universum deuten auf die Existenz von extra-Dimensionen der Wirklichkeit, jeder zusammengefaltet in Größen von so winzig wie ein Proton zu so groß wie ein Bruchteil eines Millimeters. Abständen die Größen dieser extra-Dimensionen vergleichbar empfehlen diese Modelle Schwerkraft weit stärker als normal werden kann. Als solche könnte Atom Smashers Stopfen genug Energie zusammen, um schwarze Löcher zu erzeugen. [5 Gründe können wir in einem Multiversum Leben]

Als der leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger der Welt, der Large Hadron Collider, online kam, fragte mich Wissenschaftler, ob es ein "Schwarzes Loch Fabrik," sooft wie jede Sekunde ein schwarzes Loch erzeugt werden könnte. Partikel zip bei hohen Geschwindigkeiten um die 17 Meilen (27 Kilometer) langen kreisförmigen Atom Smasher vor Kollision ineinander zu explosiven Energien zu schaffen. Höchstens jeder Teilchenstrahl Collider Brände packt so viel Energie wie ein 400-Tonnen-Zug Reisen bei etwa 120 mph (195 km/h).

Wie erstelle ich ein schwarzes Loch

Forscher haben bisher keine schwarzen Löcher am Large Hadron Collider nachgewiesen. Theoretisches Interesse an dieser Möglichkeit bleibt, lebendig. Jetzt haben Simulation von Kollisionen zwischen Teilchen schwirren in der Nähe von der Geschwindigkeit des Lichts mit Supercomputern, Forscher gezeigt, dass schwarze Löcher bei niedrigeren Energien als bisher angenommen bilden könnten.

Diese neue Entdeckung wurzelt in Einsteins Relativitätstheorie. Erstens durch seine berühmte Gleichung E = Mc², Einstein ergab, dass Masse und Energie miteinander verwandt sind. Das heißt desto größer die Energie eines Teilchens — sagen, desto schneller wird ein Teilchen in einem Collider beschleunigt – je größer seine Masse wird.

Als nächstes erklärt Einsteins Theorie, dass die Masse den Stoff von Raum und Zeit, das Phänomen bekannt als Schwerkraft erzeugen Kurven. Wie Partikel entlang in Partikel Atomwissenschaftler zip, Verziehen sie Raum-Zeit können Energie konzentrieren, wie Glaslinsen Licht konzentrieren.

Wenn zwei Teilchen kollidieren, kann jeweils die Energie des anderen konzentrieren. Wenn Wissenschaftler Modelle basierend auf klassische Relativität, die Vorstellungen der extra-Dimensionen verwenden "schwarzes Lochbildung auf ein Drittel der Energie erwartet" ausschließen, als bisher erwartet, sagte Forscher Frans Pretorius, ein theoretischer Physiker an der Princeton University, LiveScience.

Konventionelle Physik vorschlagen noch, es würde dauern 1 Billiarde oder ein 1000000 Milliarden, mal mehr Energie ein mikroskopisch kleinen schwarzen Lochs zu bilden, als der Large Hadron Collider also auch in der Lage, ist ein Drittel des menschlichen unerreichbar ist. Szenarien basierend auf extra-Dimensionen könnten schwarze Löcher Form an einer niedrigeren Energie, "aber sie machen keine konkrete Vorhersagen über was es sein sollte," sagte Pretorius.

Risiko-freie schwarze Löcher

So erschreckend, wie schwarze Löcher scheinen mag, wenn Teilchen-Beschleuniger auf der Erde können sie zu erzeugen, solchen infinitesimalen Einheiten keine Gefahr für den Planeten.

"Das ein weit verbreitetes Missverständnis über die kleinen schwarzen Löcher, die an den Large Hadron Collider bilden kann, dass sie die Erde Verschlucken würde," sagte Pretorius. "Mit so viel Vertrauen wie wir etwas in der Wissenschaft sagen können, das ist völlig unmöglich."

Zunächst berechnet theoretischer Physiker Stephen Hawking, dass alle schwarzen Löcher sollten Masse verlieren im Laufe der Zeit als so genannte Hawking-Strahlung abgeben. Winzige schwarze Löcher sollten über solche Verdunstung schrumpfen, schneller als sie wachsen durch verschlang übrigens sterben innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde, bevor sie auf eine erhebliche Menge an Materie verschlingen könnte.

Selbst wenn man annimmt, dass Hawking falsch ist und, dass schwarze Löcher stabiler als die sind, würde die winzigen schwarzen Löcher keine Gefahr darstellen. Da die mikroskopische schwarze Löcher innerhalb eines Teilchenbeschleunigers erstellt werden würde, sollten sie genügend Geschwindigkeit zu entkommen, die Schwerkraft der Erde halten. Darüber hinaus Wenn irgendwelche eingeschlossen erhalten, sind sie so winzig, dass es würde dauern jeweils mehr als das aktuelle Alter des Universums, sogar ein Milligramm der Materie der Erde zu zerstören.

"Diese schwarzen Löcher zu klein, um eine erhebliche Menge an Materie verbrauchen würde," sagte Pretorius.

Pretorius und sein Kollege William East detailliert ihre Ergebnisse online-März 7 in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.

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