„Надам се да ћете направити црне рупе“, рекао је Степхен са широким осмехом.
Излазимо из теретног лифта који нас води испод земље до петоспратнице у којој се налази експеримент Атлас у лабораторији ЦЕРН-а, легендарне европске организације за нуклеарна истраживања у близини Женеве. Генерални директор ЦЕРН-а Ролф Хеуер је непријатно промешкољио ноге. Била је 2009. и неко је поднео тужбу у Сједињеним Државама, забринут да ће ЦЕРН-ов новоизграђени Велики хадронски сударач, ЛХЦ, производити Црне рупе Или неки други облик ванземаљске материје која би могла уништити Земљу.
ЛХЦ је прстенасти акцелератор честица направљен првенствено да створи Хигсов бозон, карику која је у то време недостајала у Стандардном моделу физике честица. Изграђен у тунелу испод швајцарско-француске границе, са укупним обимом од 27 километара (скоро 17 миља), убрзава протоне и антипротоне који се крећу у антиротирајућим сноповима у својим кружним вакуумским цевима до 99,9999991% Брзина светлости. На три локације дуж прстена, снопови убрзаних честица могу бити усмерени у високоенергетске сударе, стварајући услове сличне онима који владају у универзуму делић секунде након врућег Великог праска, када је температура била више од 1, милион милијарди степени. Путеви распршивања честица створених у овим насилним сударима су ухваћени милионима сензора који су наслагани попут сићушних Лего коцкица да би се направили џиновски детектори, укључујући АТЛАС детектор и компактни мионски соленоид, или ЦМС.
Тужба је брзо одбачена на основу тога да „спекулативни страх од будуће штете заправо не представља довољну штету да би се одобрила прихватљивост“. Тог новембра, ЛХЦ је успешно укључен — након експлозије у ранијем покушају — и АТЛАС и ЦМС детектори су убрзо пронашли трагове Хигсовог бозона у крхотинама судара честица. Али, до сада, ЛХЦ није направио црне рупе.
Зашто није било потпуно неразумно да су се Стивен – и Хојер, такође, мислим – надали да би црне рупе могле да буду произведене на Великом хадронском сударачу? Обично размишљамо о црним рупама као о урушеним остацима масивних звезда. Међутим, ово је веома ограничен поглед и све се може претворити у црну рупу ако се компримује у довољно малу величину. Чак и један пар протона и антипротона који је убрзан скоро до брзине светлости и разбијен у моћном акцелератору честица формирао би црну рупу ако би судар концентрисао довољно енергије у довољно малу запремину. Била би то мини црна рупа, сигурно, са пролазним постојањем, јер би моментално испарила кроз емисију Хокингово зрачење.
У исто време, ако се нада Стивена и Хојера о стварању црних рупа остваре, то ће сигнализирати крај деценијама старе потраге физичара честица да истражују природу на мањим удаљеностима сударајући честице са све већом енергијом. Међутим, сударачи честица су попут микроскопа гравитације Чини се да поставља фундаментално ограничење на његову тачност, јер доводи до стварања црне рупе када превише повећамо енергију у покушају да завиримо у све мању величину.
У овом тренутку, додавање више енергије ће произвести већу црну рупу уместо повећања силе појачања сударача. Зачудо, дакле, црне рупе и гравитација потпуно преокрену уобичајено размишљање у физици да више енергије шуљају на краћим удаљеностима. Чини се да крајња тачка у изградњи све већих акцелератора није најмањи грађевински блок — крајњи сан сваког редукционисте — већ да формира макроскопски закривљени простор-време у настајању. Враћајући се са кратких на велике удаљености, Гравитација исмејава дубоко укорењену идеју да је структура физичке стварности елегантан систем испреплетених скала које можемо да одлепимо једну по једну да бисмо дошли до најмање, фундаменталне компоненте. Чини се да гравитација – а самим тим и сам простор-време – има анти-редукциони елемент.
Дакле, на којој микроскопској скали се физика честица без гравитације претвара у физику честица са гравитацијом? (Или, другим речима, колико би коштало остварење Стивеновог сна о производњи црних рупа?) Ово је питање везано за уједињење свих сила, тема овог поглавља. Потрага за јединственим оквиром који би обухватио све фундаменталне законе природе био је заиста Ајнштајнов сан. То директно утиче на то да ли мултиверзална наука заиста има потенцијал да понуди алтернативну перспективу на дизајн нашег универзума који побољшава живот. Само разумевање како се све честице и силе хармонично уклапају може довести до даљег увида у јединственост — или недостатак истих — основних физичких закона, а затим и на ком нивоу се може очекивати да се разликују у мултиверзуму.
Адаптиран од ван времена. Ауторско право © 2023 Тхомас Хертог.
Објавио Бантам, отисак Пенгуин Рандом Хоусе.
More Stories
Када ће астронаути лансирати?
Према фосилима, праисторијску морску краву појели су крокодил и ајкула
Федерална управа за ваздухопловство захтева истрагу о неуспешном слетању ракете Фалцон 9 компаније СпацеКс