Kadarkoli premikamo meje znanja, obstajajo tveganja in možnosti za nagrade. Obstaja veliko tveganj: ne najti nič novega, izvesti neuspešnega ali nedelujočega eksperimenta in povzročiti uničenje, če gre kaj narobe. A koristi je lahko ogromno: novo znanje, nove tehnologije in preboj za celotno človeško znanost.
Eno mesto, ki vse to uteleša, je Veliki hadronski trkalnik (LHC) v CERN-u, kjer smo začeli trčiti protone pri največjih energijah, kar koli doseženih v pospeševalniku delcev. Pred nekaj leti smo podrli stari rekord - 2 TeV (teraelektronvolt ali 1012 eV), ki ga je postavil laboratorij Fermi - s pospeševanjem delcev na 3,5 TeV in trkom med seboj ter dosegel 7 TeV skupne energije. To odkritje nam je omogočilo ne samo, da smo ustvarili ogromno izmuzljivih temeljnih delcev (zgornji kvark, W- in Z-bozoni), ampak tudi odkrili popolnoma nov temeljni delček, zadnji neodkriti delec Standardnega modela: Higgsov bozon.
Posodobljeni LHC nam omogoča, da pridobimo približno 13-14 TeV celotne energije. Če imamo srečo, nam bo izjemno število trkov pri teh energijah v kombinaciji z neverjetnimi detektorji omogočilo ustvariti in odkriti še nikoli videne delce v tem laboratoriju. In to seveda odpira celoten prostor za neverjetne (in povsem nerodne) izjave, kot so:
"Znanstveniki Velikega hadronskega trkalnika upajo, da bodo kmalu v stiku s PARALELNIM UNIVERZUMOM."
"Veliki hadronski trkalnik izziva teorijo velikega poka."
"Igre z vesoljem nas lahko uničijo: črne luknje, ustvarjene v LHC, nas bodo pogoltnile."
Promocijski video:
In če sta prvi dve popolnoma neumnosti, zavajajoče znanstvene informacije, tretja izjava seje strah med prebivalstvom in vsakič, ko LHC začne delovati, dvigne svojo grdo glavo.
Kje ima ta neumnost noge? Pa ugotovimo.
Obstajajo številne teorije, ki napovedujejo obstoj dodatnih dimenzij. Ne samo tri prostorske in ena časovna, ki so, kot vemo, značilne za naš štiridimenzionalni prostor-čas, ampak tudi vsaj še ena prostorska dimenzija našega vesolja. In medtem ko do teh dimenzij ne moremo dostopati pri energijah, ki so nam na voljo, se verjame, da na lestvicah, ki so manjše od tistih, s katerimi smo se ukvarjali - in ustrezajo višjim energijam - te dodatne dimenzije obstajajo.
In če te dodatne dimenzije obstajajo, obstaja tudi teoretična možnost, da bi lahko nastale drobne, miniaturne, mikroskopske črne luknje!
Če bi to storili, bi dosegli neverjeten tehnološki in znanstveni podvig, ki bi za vedno spremenil naše razmišljanje o vesolju. Ko pa rečete "črna luknja", si ljudje v trenutku (in ne zaman) predstavljajo katastrofalno sliko, kako nekaj vsesa kakršno koli snov, ki požre protone, nevtrone, elektrone našega sveta in uniči vse in vse.
Toda to je nemogoče iz treh razlogov. Ugotovimo.
1. Če te miniaturne črne luknje obstajajo, potem na Zemljo zadenejo milijarde let in Zemlja se še vedno vrti
Seveda še nikoli nismo ustvarili delcev s to energijo v laboratorijskih nastavitvah. Toda na najvišjih ravneh energije - več kot sto milijonov krat (100.000.000) energij višjih od tistih, s katerimi delamo na LHC - delci nenehno trčijo v Zemljo: to so kozmični žarki, ki nas bombardirajo iz vseh kozmičnih smeri.
Te črne luknje bi, če bi obstajale, bombardirale Zemljo (in vse planete) skozi zgodovino našega sončnega sistema, pa tudi sonca, in nič ne kaže na to, da je katero koli telo v sončnem sistemu postalo črno luknjo ali jo je pojedla.
In tukaj lahko trdite, pravijo, da se ti predmeti premikajo prehitro in zato samo letijo po Zemlji, jedo premalo snovi, da bi ostali v njej, in odletijo v medgalaktični prostor. V tem primeru bi vas moral umiriti drugi razlog.
2. Če ustvarite miniaturno črno luknjo, bo ta razpadla zaradi Hawkingovega sevanja in to zelo, zelo hitro
Če obstajajo dodatne dimenzije, lahko domnevamo, da so lahko določene vrste, kar omogoča (spet redko, vendar primerno) mikroskopske črne luknje. Takšna črna luknja bo imela v najboljšem primeru maso, enakovredno energiji trka protona in protona, do 13-14 TeV. Po formuli E = mc2 to ustreza masi 5 x 10-20 gramov in najverjetneje celo manj.
Toda tudi če imate dodatne dimenzije ustrezne lestvice in vrste in naredite to črno luknjo, problem ostaja: nestabilna bo. Zahvaljujoč zakonitostim kvantne mehanike bo ta črna luknja propadla v procesu Hawkingovega sevanja. Za črno luknjo z maso 5 x 10-20 gramov bo čas razpada v treh dimenzijah približno 10-83 sekunde, težko jo sploh imenujemo obstoj. Da ima fizika smisel, traja vsaj 10–43 sekunde ali več. Če ga prevedemo v maso črne luknje, mora tehtati vsaj 0,00002 grama, da lahko obstaja možnost.
V štirih dimenzijah, še posebej, če je en "dodatek" velik, bo čas razpada 10-23 sekunde. Da pa bi preprečili pričakovano propadanje te miniaturne črne luknje, morate zavreči dobro znane zakone fizike. In ti zakoni so tako dobro uveljavljeni, da jih niti najmanj ne verjamejo - kot da bi se zjutraj zbudili in videli, kako sonce vzhaja na zahodu.
Toda recimo, da obstajajo novi zakoni fizike, ki jih še ne poznamo, in te črne luknje nenadoma postanejo stabilne. V središču zemlje narediš črno luknjo - majhno - in ne razpade. Ali bo pogoltnil Zemljo? In če je tako, kako hitro? To nas pripelje do tretjega in zadnjega stanja in ne pozabite: že dvakrat smo zavrnili znane zakone fizike, da bi omogočili te neumnosti.
3. Izračunate lahko, kako hitro črna luknja absorbira snov in se niti približno ne približate življenjski dobi našega planeta
Navajeni smo misliti, da črne luknje "sesajo" snov, v resnici pa z njo lahko delujejo le gravitacijsko. Z maso 5 x 10-20 gramov bo ta gravitacijska sila izjemno majhna: vse, kar lahko naredi, je vedno znova skozi središče Zemlje in čakati na trk z osnovnim delcem. Ker je prerez naše črne luknje zelo majhen in prerez protona (ali nevtrona) zelo velik, lahko domnevamo - da prihranimo argument - da bo vsakič, ko črna luknja trči, absorbirala proton ali nevtron.
Ob predpostavki, da absorbira vsak proton, nevtron ali elektron, s katerim pride v stik - in ob upoštevanju njegove gravitacije, da ugotovi, kaj privlači - bo absorbiral približno 66.000 protonov in nevtronov na sekundo. Seveda je 66.000 protonov in nevtronov majhnih stvari glede na maso: 1,1 x 10-25 gramov. Ta stopnja rasti bo stalna, dokler črna luknja ni precej velika; le pri masi milijarde metričnih ton bo črna luknja naraščala hitreje, ko se bo povečeval njen prerez. Koliko časa po vašem mnenju traja črna luknja, če zajamete 66.000 nukleonov na sekundo? Tri bilijone let. V tem času bo Sonce ugasnilo - niti Vesolje ne obstaja toliko.
Torej, tudi če naredite črno luknjo in četudi so zakoni fizike napačni in bo črna luknja živela večno, bo neškodljiva. Ne glede na to, koliko zakonov fizike zavržemo, spremenimo ali spremenimo, bo Zemlja še vedno v redu.
Zato se ne bojte. Poskušamo raziskovati svet na popolnoma varen način. Vse pomisleke je mogoče razrešiti - samo obrnite se na znanstvenike in vprašajte. Tudi oni niso nori.
ILYA KHEL
