ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ И КОНЕЦ СВЕТА

Охлаждение обмоток сверхпроводящих электромагнитов Большого адронного коллайдера (LHC, Large Hadron Collider) в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) на границе Швейцарии и Франции подходит к завершению. Большинство из них уже достигли рабочей температуры всего на 2 градуса выше абсолютного нуля (-271o C).   Уже осенью 2008 года планируется начать разгон первых пучков частиц. Встречные пучки протонов, движущихся со скоростью около 0,99999998 от скорости света, начнут сталкиваться. Число столкновений будет постепенно увеличиваться, приближаясь к миллиардам событий в секунду.

Можно понять радость ученых и участников крупнейшего научного земного эксперимента в истории человечества (8 млрд. долл.). Однако у некоторых людей томление в ожидании старта LHC продолжает выливаться в уйму страхов вокруг истории о страшной 'чёрной дыре', которая возникнет в месте столкновения частиц и, быстро разрастаясь, через некоторое время пожрёт не только Женевский аэропорт и Юрские горы, но и всю нашу планету. Два жителя Гонолулу, США в опасении последствий эксперимента, даже подали в международный суд на организаторов исследований.
Оценим возможность рождения 'черных дыр' на ускорителе в ЦЕРНе. Обратимся к школьному курсу общей физики. Принципиальная возможность такого события появляется тогда, когда энергия гравитационного притяжения сталкивающихся частиц протонов становится равной или больше энергии их электрического расталкивания. Рассмотрим два протона, которые разогнаны в ускорителе до энергии ε. Для этого воспользуемся двумя физическими законами: законом Кулона для взаимодействующих зарядов и законом всемирного тяготения для двух взаимодействующих масс. Энергии электрического отталкивания двух одинаковых сталкивающихся протонов пропорциональна квадрату их заряд - е2  (так как заряды частиц одинаковы), а энергия их гравитационного притяжения пропорциональна произведению их массам - m2 , умноженной на гравитационную постоянную - γ (как в законе гравитации). Масса протона связана с его энергией соотношением m = ε / c2, где c  - скорость света. Тогда получаем, что энергия гравитационного притяжения сталкивающихся частиц протонов становится равной или больше энергии их электрического расталкивания при условии, что γ ε2 c -4 > е2 . Все величины в этом соотношении являются известными постоянными, их можно взять в физическом справочнике. Поэтому можно легко вычислить энергию, при которой может наступить гравитационный коллапс, то есть начнет развиваться 'черная дыра'. Из соотношения следует, что эта энергия сталкивающихся протонов равна ε =  εcol = е c2 γ-1/2 = 1027 Эв.
Известно, что энергия частиц в космических лучах достигает 1021 Эв. На ускорителе в ЦЕРНе ожидается достичь энергии сталкивающихся частиц порядка 71015 Эв. Сравнивая полученные оценки видно, что ожидаемая в ЦЕРНе энергия столкновения протонов на одиннадцать порядков меньше, то есть в 100 млрд. раз меньше энергии необходимой для достижения гравитационного коллапса - образования 'черной дыры'. Следовательно, появление 'черных дыр' в данном ускорителе невозможно и боятся нечего, Земля и Вселенная, скорее всего, выстоят. 
Вероятность гибели человечества в результате удара астероида о Землю, вспышки сверхновой по соседству с нашей солнечной системой или просто в войнах между государствами за господство над минеральным сырьём на нашей планете наверняка существенно больше, чем шансы уничтожить Вселенную при запуске Большого адронного коллайдера.
Но если не развивать науку, в том числе и такими проектами, как Большой адронный коллайдер (LHC), то человечество ни об одной из этих опасностей никогда бы и не узнало.


2005-2008 Все права защищены. Журнал "Машины и механизмы"