Юрий Зайцев, эксперт института космических исследований для РИА Новости.
В середине июля на границе Франции и Швейцарии образуется черная дыра, которая сначала поглотит Европу, а затем и всю планету. Такие апокалиптические прогнозы появились сейчас в связи с планируемым менее чем через три недели запуском Большого андронного коллайдера (Large Handron Collider - LHC, он же - Большой андронный ускоритель на встречных пучках). Амбициознейший проект фундаментальных исследований, в котором участвуют и российские ученые, связан со сверхпроводимостью, высокими энергиями и еще то ли Бог, то ли черт знают с чем. Наиболее бурный отклик вызвала информация о планируемом моделировании черной дыры в этом самом LHC.
Примечательно, что самые мощные источники излучения во Вселенной - следствие не термоядерных реакций или аннигиляционных процессов. Просто вещество "падает" под действием силы тяжести разгоняясь до огромных энергий, и эта энергия "высвечивается". Связано это с тем, что во Вселенной имеются очень компактные объекты - черные дыры и нейтронные звезды, сила тяжести в окрестности которых очень велика. Например, скорость падения вещества при ударе о поверхность нейтронной звезды достигает половины скорости света. Эффективность выделения энергии при этом более чем в десять раз превышает аналогичный показатель для ядерных и термоядерных реакций.
Общая теория относительности предсказывает рождение черных дыр в том случае, когда мы имеем дело с веществом, сжатым, в отличие от нейтронных звезд, в значительно более компактную область. В результате черные дыры обладают столь мощным гравитационным полем, что ни материальное тело, ни излучение не могут вырваться из его объятий. Поэтому наблюдать черные дыры непосредственным образом невозможно. Их идентификация основывается на наблюдениях поглощаемого ими вещества, например соседней оптической звезды.
Истекающий с нее газ должен "падать" на черную дыру не сразу. Вначале вокруг нее образуется так называемый аккреционный диск, в котором вещество вращается длительное время. Разгоняясь, оно набирает скорость вплоть до околосветовой и начинает испускать рентгеновское излучение сверхвысоких энергий, которое и наблюдается с помощью выведенных в космос приборов.
Удастся ли в наземных ускорителе искусственно воссоздать явления, которые пока предсказаны лишь теориями?
Андронный коллайдер, который построен на границе Франции и Швейцарии, представляет собой кольцевой ускоритель заряженных частиц на встречных пучках. За одну секунду в нем случится более одного миллиарда соударений. Длина кольца коллайдера составляет 26,65 км. Это один из определяющих факторов в разгоне частиц до скоростей чуть меньших скорости света и, соответственно, получения сверхвысоких энергий столкновений.
Предполагается, что на LHC удастся достичь энергий столкновения пучков протонов до энергий 7 ТэВ (тераэлектронвольт). Электронно-протонные пучки будут сталкиваться с энергиями до 1,5 ТэВ, а пучки тяжелых ионов, например свинца - с общей энергией свыше 1250 ТэВ. То есть, по сути, речь идет о совершенно новой физике явлений и, в частности, возможности подтверждения теории, согласно которой при тераэлектронновольтных энергиях и в условиях соответствующей гравитации происходит образование черных дыр.
Однако ряд ученых, а вслед за ними и представители общественности стали высказывать опасения, что при моделировании этих процессов может возникнуть отличная от нуля вероятность выхода проводимых в коллайдере экспериментов из-под контроля и развития цепной реакции, которая при определенных условиях теоретически будет способна уничтожить всю нашу планету. При этом наиболее часто упоминается возможность именно появления микроскопических черных дыр с последующим захватом ими окружающей материи. Более того, в марте этого года в федеральный окружной суд Гавайев был подан иск с обвинениями в адрес CERN (Conseil Europeen pour la Rercherche Nucleaire - Европейский совет по ядерным исследованиям), по эгидой которого осуществлялось строительство ускорителя, в попытке устроить конец света, и с требованием запретить его запуск.
Между тем, еще несколько лет назад было сделано ключевое для понимания физики черных дыр открытие - они неизбежно "испаряются" со временем. Крупные - медленно, за миллиарды лет, мелкие практически моментально, за 10-17 секунды. Соответственно, у них просто нет времени на то, чтобы втянуть в себя хоть сколько-нибудь существенный объем материи.
По мнению ряда ученых, черные дыры должны возникать и тогда, когда космические лучи, причем с гораздо более высокими энергиями, бомбардируют земную атмосферу, Луну, поверхность других планет. Но мы этого просто не замечаем из-за кратковременности процесса.
Предполагается, что в LHC черные дыры будут проявляться приблизительно каждую секунду. Испаряясь, они оставят после себя некое излучение, которое зарегистрирует сверхчувствительная аппаратура ускорителя. Никакой опасности они не будут представлять даже в теории. Зато с их помощью удастся лучше понять, как соотносятся между собой квантовая механика и гравитация, поскольку испарение черных дыр является квантово-механическим процессом.
Коллайдер должен буквально завалить физиков новой информацией. Предполагается , что для ее записи может потребоваться около 20 млн СD, а для обработки - 70 тыс. мощных компьютеров. Но важнее не объем, а содержание этих данных. Суперускоритель, помимо выяснения процессов эволюции черных дыр, воссоздаст условия, близкие к тем, что были во Вселенной через миллиардную долю секунды после Большого взрыва. И тогда можно будет ответить на многие вопросы образования нашего мира, которые пока обсуждаются на умозрительном уровне.
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции
