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微型黑洞

起源

如果在离开我们不到1毫米的地方确实存在一个平行宇宙,那么是统一和量子效应出现所需的能量可能会向低,我们的下一代粒子加速器,(例如大型强子对撞机LHC)就有能力做到(理论上的)。这反过来又引发了对黑洞物理学的研究狂潮,其中令人兴奋的就是“微型黑洞”(mini-black hole)。

微型黑洞表现如同亚原子粒子,他们是一种“实验室”,在其中人们可以对弦理论中的一些预言进行测试。有了大型强子对撞机LHC就有可能创造出微型黑洞,物理学家们为此而兴奋。

(微型黑洞小到与电子大小差不多,所以不怕它们会吞下整个地球。一般到达地球的宇宙射线,其能量都超过了这些微型黑洞,但并没有对地球造成不利影响。)

弦理论引进了微型黑洞的概念,黑洞是大量的物质被压缩到其史瓦西半径(schwarzschild radius)以内的时候形成的。由于物质和能量可以互相转换,因此黑洞也可以通过压缩能量制造出来。大型强子对投机(LHC)是不是能在14万亿电子伏特的能量下将两个质子相撞,从此产生的碎片中造出微量黑洞,对此人们颇为期待。这些黑洞非常之小,可能只有一个电子质量的1000倍那么重,而且可能只持续10负23次秒。但是在LHC所创造出来的亚原子粒子轨迹中清晰可辨。

隐藏性

美国Rutgers大学的物理学教授查尔斯·基顿和杜克大学的数学家阿尔力·皮特斯日前研究出了一套新的试验系统,用于验证有关所谓的三维世界不过是更为广阔的多维宇宙的一个组成部分的理论。

基顿和皮特斯的数学模型表明,在早期宇宙中终曾形成过一些质量非常小(只相当于普通的小行星)的黑洞。传统的理论认为,这种微型黑洞并未能“生存”到我们所处的时代——它们都已逐渐地“蒸发”了。然而最新研究却显示,仍存在着一些微型黑洞。此外,它们可能还是宇宙中最为隐蔽的天体并且构成了“暗物质”的一部分。

基顿和皮特斯在经过大量计算后指出,这类微型黑洞在整个宇宙中的数量可能相当庞大,其中,在冥王星轨道以内或许就分布着数个微型黑洞。

由于这些黑洞本身并不发光并且质量又非常之小,因此要想找到它们是极其困难的。

但是,基顿和皮特斯的计算却证实,可通过所谓的“引力透镜”效应来确定微型黑洞的位置。

两位科学家同时强调,随着美国的“大区域伽玛射线空间望远镜(简称GLAST)”投入使用(将于2007年8月发射升空),对微型黑洞的搜寻工作将有望取得重要突破。


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