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若地球变黑洞,半径不足一厘米,若宇宙变黑洞,体积反而会增大

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于是,问题就来了:如果额外维度真的存在,引力在微观尺度下更变得强,这就降低制造迷你黑洞的门槛。假如不存在额外维度,那么引力在微观尺度下应该跟在宏观尺度下是一样的,那么制造一个迷你黑洞,你得需要更多的质量或能量才行。
这就是为什么有些人曾担心,欧洲日内瓦附近的大型强子对撞机在2008年开始运行后,产生的高能粒子碰撞后,也许会制造出迷你黑洞,甚至有些人担心黑洞将地球吞噬。但到目前为止,还没有出现过这种情况。
然而,宇宙本身可以产生更高能量的粒子。目前所发现的能量最高的粒子来自于超高能宇宙射线,其能量大约是大型强子对撞机所产生的粒子能量的1亿倍。如果这些粒子之间的碰撞产生了迷你黑洞,那么物理学家可以就此计算出额外维度对引力有多大影响,以及引力的强度在距离变得多小时开始增强。
不过,迷你黑洞的寿命很短。根据英国物理学家霍金在20世纪70年代提出的理论,所有的黑洞都会向外辐射,它们会慢慢蒸发,最终消失得一干二净。而且,黑洞质量越小,蒸发的速度就越快。根据霍金的理论,任何由宇宙射线中粒子的碰撞而形成的迷你黑洞,几乎都会在瞬间消失。
这对整个宇宙来说可能是个坏消息。2015年,英国杜伦大学的几位物理学家在理论上证明了,当黑洞蒸发时,它们有可能将宇宙推入一种状态,在这种状态下,物理定律是如此的不同,以至于原子都无法稳定地存在。这样,宇宙内的万物都会在眨眼间消失。
这种灾难被称为真空衰变。它依赖于这样的观点:我们宇宙处在一种假真空之中。假真空是一种不稳定或亚稳定的真空,其能量密度不是理论上最低的。因为万物皆倾向于向能量最低的状态演化,所以假真空可以演化为具有最低能量密度的真空,即真真空。然而,理论还表明,宇宙如果进入这个真真空状态,那么原子以及它们所构成的万物都无法稳定存在。
假真空演变为真真空,可能很长时间都不会发生,或者在某个时刻突然莫名地发生了,或者被某些事件所触发,比如黑洞的蒸发。
杜伦大学的物理学家根据理论推算后发现,黑洞完全蒸发后,有可能在它所在的位置产生一个真真空区域。一旦真真空出现,它周围的空间就都会纷纷加入真真空。这个真真空区域就像一个膨胀的泡泡一样,开始以光速向外扩张,带走它所包裹的万事万物。
额外维度应该很小
但这个理论导致了一个悖论。宇宙中超高能宇宙射线的粒子碰撞,应该是宇宙中一种常见的现象。如果存在额外维度,并且如果它们足够大到足以让超高能宇宙射线产生迷你黑洞,那么宇宙应该出现过很多迷你黑洞,它们完全蒸发后,肯定有一些会触发真空衰变。事实上,我们还活着,真空衰变并没有发生。如果额外维度真的存在,那么它们必须比先前所认为的更小,使得超高能宇宙射线的粒子碰撞很难产生迷你黑洞。
来自美国的两位物理学家根据上面的思路进行了推算,发现任何额外维度的尺寸都必须小于大约16纳米,这一数字只有原先估计的几百分之一。当然,这个研究并不能令人完全信服。毕竟,宇宙是否处于假真空之中,黑洞的蒸发是否能触发真空衰变,这些都是有待商榷的。尽管如此,该研究仍有着一定的参考价值。





IP属地:山西来自Android客户端1楼2023-10-17 16:33回复
    看看你们所谓的黑洞的照片


    IP属地:广西2楼2023-12-25 18:21
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