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宇宙的現狀告訴我們,地球不會被大型強子對撞機制造的黑洞毀滅?
2023/12/18

    什麼是黑洞?簡單來說,黑洞是宇宙中的某種事物,當足夠多的物質被集中在一個足夠小的區域中時,引力將變得不可阻擋,一個黑洞就產生了。即便是如同光子這樣輕盈的物質,也會淪陷在黑洞巨大的引力場中無法逃脫,所以,任何遭遇黑洞的事物最終都將被黑洞吞噬,抵抗毫無意義。

    當2019年4月科學界公布了人類科學史上首張真實的黑洞照片時,黑洞已不再是理論推測中的事物。事實上,黑洞確實遍布宇宙,在大多數大型星系的中心都有一個黑洞,如M87星系和我們身處的銀河系。宇宙中存在不計其數的黑洞,而且從經典物理學的角度來看(只考慮相對論引力效應而忽略量子力學效應),當黑洞吞噬附近的物質時,黑洞就會不斷長大,按照這種趨勢,黑洞將永遠不會衰亡。

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    因此,如果在我們的身邊出現了一個黑洞,地球以及人類的命運將可想而知。 那麼,存在這種可能性嗎?大多數普通人都會覺得這是天方夜譚,完全沒有這種可能性。應該說,在20世紀90年代以前,從沒有人擔心過在我們的身邊會出現真實的黑洞。但是,在1994年歐核中心的大型強子對撞機項目正式立項之后,一些科學家考慮了大型強子對撞機會產生黑洞的可能性,因此發出了反對的聲音,由此也引發了人們對世界末日的擔憂。

    為此,大型強子對撞機風險評估小組認真應對,他們解釋說,由于大型強子對撞機的能標最多也就能達到恰好可以產生黑洞的能標,在這種情況下,唯一能產生的黑洞的形式必然是微型黑洞。

如果新生的黑洞非常非常小,那麼它必定非常熾熱,它將可能立刻消亡,這是根據「霍金輻射」理論推導出來的結果。

    在20世紀的1974年,斯蒂芬·霍金提出了他最著名的預言之一:黑洞最終會完全蒸發。根據霍金的理論,黑洞并不完全是「黑」的,而是會發射粒子,即散發出熱輻射。霍金相信這種輻射(被稱為霍金輻射)會使黑洞逐漸失去足夠的能量和質量而最終消失。雖然科學界普遍認可這一理論,但迄今為止霍金輻射從來沒有被觀測到過。因此,從科學的角度來講,假如大型強子對撞機真的制造出一個微型黑洞,它能否很快消亡而不會對地球造成危險,很大程度上取決于霍金輻射理論是否正確。

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    所以,為了確保絕對的安全,一些物理學家們提出了這樣的問題:如果霍金輻射出于某種原因并不正確,那麼大型強子對撞機也許能產生穩定的、永不消亡的黑洞,到時候我們該怎麼辦?西方一些有威望的非科學界人士也質疑大型強子對撞機風險評估小組的結論,認為風險評估小組根據量子力學做出的研究結論缺乏可信的依據。

他們提出了如下問題:

    一,根據理查德·費曼和其他權威物理學家的說法,「沒有人真正懂得量子力學」,因此霍金輻射理論不能被證明是正確的;

    二,量子力學效應中尚有許多未知因素,這些因素有可能構成不確定性,由此對地球產生潛在威脅都不能被允許,誰來承擔責任?

    作為資深的理論物理學大師,麗莎·蘭道爾回應以上質疑時說,雖然還不能證明霍金輻射是完全正確的,但微型黑洞的行為與我們熟悉的自然界中的不穩定粒子的行為沒有太大的區別,它不會有足夠的時間對地球造成傷害。如果這一切有可能發生,黑洞在吞噬物質的過程中會釋放出大量的可見光,我們早就應該在宇宙中搜尋到相關的證據了,但這種現象尚未被觀測到。因此,宇宙的現狀告訴我們,地球不會被大型強子對撞機制造的黑洞毀滅。

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