Физики доказали возможность возникновения черных дыр при столкновении частиц

Столкновение частиц и последующее формирование гравитационных волн. Иллюстрация авторов исследования

Физики из США и Канады впервые доказали, что при столкновении элементарных частиц могут образовываться микроскопические черные дыры. Статья ученых выходит в Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводит ScienceNOW. Препринт статьи доступен тут.

Для любого сферического тела с фиксированной массой определен так называемый радиус Шварцшильда - при радиусе меньше этого значения образуется черная дыра, то есть объект со столь мощным гравитационным полем, что даже свет не может покинуть его окрестности. Для Земли этот радиус составляет, например, 8,84 миллиметра.

Еще с начала 70-х годов прошлого века ученые предполагали, что при столкновении частиц с очень большой энергией (в теории относительности масса и энергия связаны знаменитым соотношением E = mc²) могут возникать эффекты, аналогичные сжатию массы до радиуса Шварцшильда. В рамках нового исследования ученые провели численное моделирование столкновения двух частиц и установили, что в этом случае черные дыры действительно могут образовываться.

При этом ученые подчеркивают, что вероятность обнаружения дыр на Большом адронном коллайдере (БАК) очень невелика. Это связано с тем, что энергии столкновений, достижимые на ускорителе, на много порядков меньше, чем необходимые для формирования дыр. Единственный возможный сценарий появления этих объектов - наличие у Вселенной дополнительных пространственных измерений. Однако даже в этом случае дыры будут жить относительно недолго.

Возникновение во время экспериментов на БАК микросокпических черных дыр является одной из самых популярных "страшилок", связанных с ускорителем. Совсем недавно физики установили, что в возникновении дыр может не быть ничего необычного - все известные на настоящий момент элементарные частицы могут представлять собой миниатюрные черные дыры.