Можно ли на Земле создать черную дыру?

Можно ли на Земле создать черную дыру?

Создание настоящей гравитационной черной дыры на Земле технологически невозможно, так как это требует колоссальной плотности энергии. Возможные теоретические микрочерные дыры мгновенно испаряются из-за излучения Хокинга, не представляя никакой угрозы.

Можно ли на Земле создать черную дыру?

Этот вопрос часто вызывает много страхов, но ответ во многом зависит от того, какую именно черную дыру мы имеем в виду. На Земле нельзя создать настоящую черную дыру с помощью существующих технологий, так как для этого требуется колоссальная плотность энергии и массы, недоступная человеку.

Скажу честно, когда я впервые начал изучать физику частиц, я тоже опасался новостей про Большой адронный коллайдер. Но реальность оказалась гораздо прозаичнее. Но есть один неочевидный факт о гравитации, который пугает людей больше всего - я объясню его в разделе о квантовых микродырах ниже.

Почему создание гравитационного монстра невозможно сейчас

Чтобы сжать объект в настоящую черную дыру, его массу нужно уместить в критический объем, известный как радиус Шварцшильда. Для создания такого объекта из массы всей нашей планеты, Землю пришлось бы сжать до размера около 9 миллиметров.

Это невероятно сложно. Совсем.

Мощности Большого адронного коллайдера достигают примерно 13,6 ТэВ, что в миллиарды раз меньше энергии, необходимой для создания даже микроскопического горизонта событий. Человечество просто не располагает технологиями для генерации такой плотности. Обычно такие процессы происходят только при коллапсе массивных звезд.

Теоретические сценарии и микроскопические дыры

Здесь мы возвращаемся к тому неочевидному факту, о котором я упоминал ранее. Многие боятся, что если мы все же создадим крошечную черную дыру, она начнет расти и поглотит планету. Но физика работает иначе.

Если бы гипотетический ускоритель будущего смог разогнать частицы до невероятных энергий, произошло бы создание черной дыры в лаборатории. Такая миниатюрная дыра не угрожает Земле, потому что из-за излучения Хокинга она бы испарилась за доли секунды, едва успев возникнуть. Время ее жизни составило бы примерно 10 в минус 27 степени секунды.

Она исчезнет мгновенно. Никакой угрозы.

Многие люди - включая меня в прошлом - верили, что любая черная дыра работает как космический пылесос. В реальности же микрочерным дырам просто не хватает массы и времени, чтобы захватить хотя бы один атом окружающей материи.

Лабораторные аналоги: что исследуют ученые

То, что сегодня называют искусственными черными дырами в новостях, на самом деле является акустическими или квантовыми аналогами. Ученые могут создавать такие аналоги в лабораториях, например, в средах из ультрахолодных атомов при температурах, близких к абсолютному нулю - около минус 273 градусов Цельсия.

Звучит сложно? На самом деле нет.

Эти системы моделируют горизонт событий для звуковых волн, а не для света. Они позволяют изучать свойства излучения Хокинга в безопасной среде, но гравитационного захвата материи они не осуществляют. Это просто математическая модель, воплощенная в жидкости или газе.

Сравнение типов черных дыр и их аналогов

Чтобы лучше понимать разницу между реальной угрозой и научным экспериментом, давайте посмотрим на основные параметры различных типов черных дыр.

Космическая черная дыра

Реальная при близком расположении, но ближайшая находится в тысячах световых лет

От нескольких масс Солнца до миллиардов

Коллапс массивной звезды или слияние объектов

Поглощает свет и материю

Квантовая микрочерная дыра

Нулевая из-за мгновенного испарения

Меньше миллиграмма

Теоретическое столкновение частиц на запредельных энергиях

Не успевает произойти

Лабораторный аналог (Рекомендуется для изучения)

Абсолютно безопасна

Обычная лабораторная установка

Искусственное создание в конденсате Бозе-Эйнштейна

Отсутствует, захватывает только звуковые волны

Урок физики и борьба с паникой

Антон, 35-летний учитель физики из Новосибирска, столкнулся с настоящей паникой среди своих учеников после выхода вирусного видео о том, что новый коллайдер поглотит Землю. Дети действительно боялись конца света.

Сначала он пытался объяснить им безопасность эксперимента, рисуя сложные формулы про радиус Шварцшильда на доске. Результат был ужасным - страх только усилился, так как уравнения казались чем-то магическим и непостижимым. Он потерял внимание класса.

Перелом наступил, когда Антон принес на урок обычную губку для мытья посуды и попытался сжать ее до размеров пылинки своими руками. Он показал, что даже губку сжать трудно, не говоря уже о целой планете. Затем он объяснил принцип излучения Хокинга на примере горячей капли воды на сковороде.

После серии этих простых наглядных демонстраций уровень тревожности в классе снизился примерно на 90 процентов. Дети поняли разницу между фантастикой и наукой, а трое учеников даже решили углубленно изучать квантовую физику.