科學(xué)家在特定條件下,用計(jì)算機(jī)模擬粒子碰撞,并產(chǎn)生了黑洞
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道在過(guò)去幾年里,有關(guān)粒子加速器例如大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)引發(fā)的爭(zhēng)議不斷。通常來(lái)說(shuō),批評(píng)者擔(dān)心,這些龐大的機(jī)器產(chǎn)生的粒子對(duì)撞是如此充滿活力,將會(huì)產(chǎn)生出非常小的黑洞。物理學(xué)家認(rèn)為,這是完全可能的,而且人工制造出黑洞將成為一項(xiàng)重大的科學(xué)成果。但許多人擔(dān)心,產(chǎn)生出的黑洞將會(huì)失控,并將吞噬整個(gè)地球,有人甚至向聯(lián)合國(guó)請(qǐng)?jiān)福舐?lián)合國(guó)出面制止大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)試驗(yàn)。黑洞通常是由龐大的恒星在生命結(jié)束之后自我坍縮形成的,體積極小、質(zhì)量極大,在它周圍,連光也無(wú)法逃逸出去。
現(xiàn)在,來(lái)自加拿大和美國(guó)的科學(xué)家根據(jù)愛(ài)因斯坦著名的廣義相對(duì)論,在特定條件下,第一次用計(jì)算機(jī)模擬粒子碰撞,并產(chǎn)生了小型黑洞。尊敬的物理學(xué)家愛(ài)因斯坦曾經(jīng)在多次場(chǎng)合聲明粒子對(duì)撞產(chǎn)生黑洞的可能性,他認(rèn)為,形成黑洞的關(guān)鍵是將超大質(zhì)量或能量塞入一個(gè)極小空間,類似大質(zhì)量恒星崩潰時(shí)所發(fā)生的事。根據(jù)愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論,質(zhì)量和能量會(huì)扭曲時(shí)空,創(chuàng)造出我們認(rèn)為是引力的現(xiàn)象。如果足夠大的質(zhì)量或能量塞滿一個(gè)足夠小的空間,這種扭曲效應(yīng)會(huì)大到包括光都無(wú)法逃逸,這個(gè)物體就變成了黑洞。
這是科學(xué)家首次用實(shí)驗(yàn)證明,粒子碰撞確實(shí)能夠產(chǎn)生黑洞。位于伊利諾伊州巴達(dá)維亞市的美國(guó)費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室(Fermi National Accelerator Laboratory))物理學(xué)家約瑟夫·萊肯表示:“如果模擬的結(jié)果以另一種方式產(chǎn)生,我將感到驚訝,重要的是,我們可以讓人詳細(xì)地知道黑洞是如何產(chǎn)生的了。”
研究成果刊登在美國(guó)物理學(xué)會(huì)的權(quán)威期刊《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上,研究人員表示,此次計(jì)算機(jī)模型將兩個(gè)發(fā)生碰撞的粒子的重力考慮進(jìn)去,并且根據(jù)廣義相對(duì)論進(jìn)行了復(fù)雜而先進(jìn)數(shù)學(xué)計(jì)算。根據(jù)此前的一項(xiàng)科學(xué)報(bào)告顯示,粒子碰撞達(dá)到三分之一的普朗克能量時(shí)才會(huì)形成黑洞,這一數(shù)據(jù)足以讓大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的反對(duì)者安心了,因?yàn)槠绽士四芰渴橇W蛹铀倨鞯淖畲蟮哪茉摧敵隽康那f(wàn)億倍。
加拿大溫哥華不列顛哥倫比亞大學(xué)的馬修·卓珀堤克(Matthew Choptuik)說(shuō):“如果大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)能夠產(chǎn)生黑洞,我會(huì)因此而感到驚訝?!彼推樟炙诡D大學(xué)的弗朗斯·普里托里厄斯(Frans Pretorius)一起用計(jì)算機(jī)模擬了此次粒子碰撞實(shí)驗(yàn)。加州大學(xué)圣巴巴拉分校(UCSB)重力理論家史蒂夫·吉丁斯也表示:“他們以自己的能力通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬了這種情況,這是值得贊美的,現(xiàn)在,我們可以放心了,大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)能夠創(chuàng)造出黑洞的可能性很少。”(搜狐科學(xué) 尚力)
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