2008年有很多激动
当大型强子对撞机LHC在瑞士首次开启时
粒子加速器是有史以来最大的代表数十年的工作
成千上万的人,它承诺要解开一些最深奥的谜团
对宇宙有些人并不那么兴奋,实际上他们害怕,因为
他们担心大型强子对撞机会制造一个黑洞并摧毁地球,我的意思是
并非如此,担心是一些不良科学报告和大型强子对撞机的结果
从来不会这样做,但实际上这个想法有真相
毕竟,有些理论物理学家相信LHC可以
弄一个黑洞,它只是一个亚微观的,会消失
瞬间,但是当加速器还没有发现这些微黑时
漏洞,但它仍然认为,也许下一代粒子
加速器将能够并且如果他们能够为某些人提供证据
理论物理学中令人着迷的想法我们正在谈论诸如多余的东西
这个想法的空间维度基础是黑洞不只是
它们是爱因斯坦理论的自然结果
广义相对论该理论告诉我们,物质扭曲了
时空,空间区域中的物质越多,
如果周围有很多东西,它会扭曲周围的环境并将附近的物体拉近
填充到很小体积的物质,然后空间变得如此扭曲,
如果离得太近,就不可能离开事态
一个黑洞,尽管它们通常在巨大时形成
恒星崩溃时,只要有足够的小物质,它们就可以随时形成
区域,因此尽管制作了一个
小小的黑洞并没有涉及到很重的东西,而是
真的很轻,这就是大型强子对撞机出现的地方
大型强子对撞机将极轻粒子质子真正击碎在一起
快如光速般短的头发,可以让我们学习
关于粒子碰撞时发生的各种事情,如我们所见
这些碰撞会产生一些全新的粒子,这很重要
这里要知道的是那些超快质子有很多能量
对于它们的大小,当涉及到黑洞时,这很重要
几乎总是谈论由于某些质量而形成的黑洞
但是在高能碰撞中,大型强子对撞机的质量和能量实际上变成了
可互换性,这就是爱因斯坦著名的e等于mc平方的意义
说质量与能量成正比,所以理论上如果你得到一些超
快速移动的粒子真的紧密地聚集在一起,然后所有的能量
一个地方的运动可以像大量物体一样动作,足以形成黑色
洞,只是你知道一个很小的问题,这是我们目前的问题
理解大型强子对撞机不可能发生的物理学
可能的黑洞,粒子每个将需要约10兆电子
伏特能量为1,其后为18个零,而大型强子对撞机则不错
可以使粒子达到14万亿电子伏特,不是很好,但是
有些物理学家仍在考虑所有这些是有原因的,这是
因为这里有一个陷阱,这些计算都假定存在
广义相对论没有问题,我们已经知道该理论具有
问题,我的意思是它非常好,并且做出了很多不错的预测,但是
从技术上讲,它还预测地方应该有无限的可能
密度,并且我们知道如果无限性开始突然出现
您的物理结果,您知道您可能推动了理论的发展
超过了它的极限,所以很可能发生的是广义相对论是
只有大约是真实的,还有一个我们不知道的更正确的理论
当您有很多精力时,该理论可能会产生不同的结果
一个很小的空间,现在可以解决这个无限密度的问题
科学家认为,这种新理论可能是某种
引力结合了量子力学和相对论,并且
已经有几个候选人,因为还没有直接的证据
科学家花费大量时间探索这些理论的数学原理
寻找他们可以进行测试的预测,其中一项预测
这些理论使得我们所居住的空间实际上有三个以上
空间维度意味着除了能够前进
向上并向一侧,事情可能会朝着
一次与所有这些方向成直角,如果
很难想象像是那样,因为在我们看来
不是我们生活的世界没有方向,我们可以看到
一次与所有三个成直角,因此如果确实存在额外的尺寸
必须非常薄,这类似于一张纸是3D的方式
对象,但如果您不仔细看,基本上只有在缩放时才是2d
可以看到很薄的额外维度,所以在某些量子引力下
从理论上讲,额外尺寸最多可以达到一毫米,但是
在这些情况下,只有重力可以与它们相互作用,这意味着,如果您
在那些尺度上测量重力以外的任何东西,例如说
磁铁会像在3D世界中一样表现,但如果您测量强度
在这些尺度上的重力会像在更高尺度上一样
三维世界,这种行为会有所不同,为什么只有这个引力
如果其他任何因素与这个额外的维度相互作用,我们会很好地处理
已经知道了,这种微小的规模,我们已经看到了其他所有力量
自然工作的预测,但我们无法测试重力
只是因为与其他部队相比如此脆弱,不是因为任何原因
与相对论有关,所以我们不确定在那种情况下重力是什么样的
现在很可能会有所不同
像这样与其他维度互动时,很容易看出
在3D世界中,我们生活在万有引力中
如果将两个物体之间的距离减小一半,则定律
之间的力增加了四倍,但是
具有更多维度的世界不再是说平方反比定律
九d世界将距离缩短一半可能意味着通过
256倍,因此,如果多余的尺寸小于一毫米
然后低于该比例,碰撞对象之间的重力会变得很大
更快更强大,这意味着在
大型强子对撞机可以将颗粒与非常高的能量粉碎在一起,这意味着它们可以
推得真的很近,如果重力作用很小
规模,将很多能量真正靠近在一起会更容易
实际上,您需要使用什么理论来制作黑洞
认为如果存在足够的额外尺寸,您可能只需要
用大约10万亿电子伏特将质子粉碎成黑色
孔,这是LHC迄今为止可以达到的能量,尽管
搜索的前景并不乐观,2016年的一篇论文回顾了LHC碰撞
达到13万亿电子伏特,没有发现黑洞正在被发现的证据
然后在2018年的论文的基础上发现
由于额外的空间尺寸,引力也没有不同
但是我们对这些理论不了解很多,可能是因为
我们需要的能量仅比我们现在所拥有的要高
意味着大型强子对撞机或未来的替代品可能达到目标,这可以使我们
量子引力的第一个实验证据,并具有非常好的奖金
也可以教给我们一些关于1970年代黑洞的东西
斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)预测,从大孔到小孔的所有黑洞,您都会
看到大型强子对撞机应该释放霍金辐射中的能量,
虽然大多数物理学家完全相信这是真的,但没人能做到
之所以能够观察到它,是因为像这样的更大的黑洞
您在太空中学习时应该发出太微弱而看不见的辐射
用望远镜,但据霍金说,应该释放较少的大质量黑洞
较热的辐射更易于检测,因此如果您有一个很小的小黑洞
如果您的大型强子对撞机做了一个
黑洞,它是如此之小,以至于它会辐射出所有能量
大约十亿分之一秒,但仍然足够
辐射以使用我们的仪器进行检测,从而提供首个确定性
证明霍金辐射是真实的,因此即使证据不足以保证如此
人们一直在研究这个问题是有原因的,因为如果有机会
大型强子对撞机可能会造成一个黑洞,我们可能想尝试使其
不幸的是,尽管证据不断堆积,这可能是不可能的
即使有这些额外的空间尺寸,其中某些证据也不会出现
来自我们大型的粒子加速器,它始终来自大自然
来自深空的高能粒子称为宇宙射线正在撞击我们
大气,其中许多能量甚至高于粒子
在大型强子对撞机中,因此,如果可以制造这些黑洞,则应在
高层大气,但我们在那儿看不见它们,也没有在其他地方看到它们
基于这些观察和一些建模假设的空间20:19
论文预测,可以排除EXA电子以外的额外尺寸
电压范围比大型强子对撞机的能量高近一百万倍
这意味着看到这些微小的黑洞的可能性看起来并不大
很好,其他人用不同的假设说
不久的将来,LHC更换可能会看到微小的黑洞,
看起来不是很好,但这并不意味着案件已经结案。
量子引力模型在那里,所以可能有一种方法来测试我们
假设和理论,即使它无法解决
当LHC在2021年重新开启后,不会出现末端孔黑洞
维护和升级人们希望它会发现各种
新事物的出现,所以仍有很多理由让您兴奋,谢谢