微型黑洞
微型黑洞，又称作量子黑洞（quantum mechanical black holes）或者迷你黑洞，是很小的黑洞。被称作量子力学黑洞是因为在这个尺度之下，量子力学的效应扮演了非常重要的角色。[1]
有可能这些量子层级的原生黑洞是在早期的宇宙（或者大爆炸时期）里面高密度的环境，或者是在随后的相变里面被产生出来。透过因霍金辐射效应所预计散射出的粒子，在不远的未来，说不定天文物理学家可以观测到这些黑洞。
有些涉及到多次元的理论，预测存在一些微型黑洞的质量可以小到电子伏特的范围，这种程度的能量可以在像是LHC（大型强子对撞机，Large Hadron Collider）这种粒子对撞机里面产生出来。因此有一些大众担心这会导致世界末日（参见大型强子对撞机粒子对撞实验的安全性）。然而，这种量子黑洞会很快的蒸发（evaporate）掉，仅仅留下很小的交互作用或者全部消失。而且除了这些理论之外，我们注意到射向地球的宇宙射线并没有对地球产生任何伤害，即使这些宇宙线的质心带有的能量也高达了数百TeV 。
黑洞的最小质量
[编辑]原则上，黑洞的质量可以是高过普朗克质量的任何质量。
要制造一个黑洞，我们必须要集中质量或能量到逃脱速率超过光速的程度。这个状况给出了史瓦西半径公式，，这里G是牛顿常数，c是光速，M是黑洞的质量。另外，康普顿波长（，这里是普朗克常数）代表了质量M在静止时可以被定位的最小范围。对足够小的M，缩小后的康普顿波长超过了史瓦西半径的一半，而这样则无法存在有关此黑洞的描述（因为无法被定位）。因此可以推断出，最小的黑洞质量大约是普朗克质量。
一些现在物理的延伸断定了更高维度空间的存在。在更高维度的时空，重力的强度在距离缩短时，增加的幅度会比起三维空间要高。在某些特定处理多维的理论下，这个效应会将普朗克尺度降低到TeV左右的范围。这类物理延伸理论的范例包含了大额外维度，蓝道尔–桑壮模型（Randall-Sundrum）内的特例，以及弦理论的一些处理像是GKP解法。在这些假说之下，微型黑洞的产生有可能是在大型强子对撞机内就可以观测到的重要现象。[1][2][3][4][5]并且也很可能会是宇宙射线就常常引发的一种自然现象。
参考资料
[编辑]- ^ 1.0 1.1 B.J. Carr and S.B. Giddings, "Quantum black holes,"Scientific American 292N5 (2005) 30. （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ Giddings, S. B. & Thomas, S. D. High-energy colliders as black hole factories: The End of short distance physics. Phys. Rev. D. 2002, 65 (5): 056010. Bibcode:2002PhRvD..65e6010G. arXiv:hep-ph/0106219
. doi:10.1103/PhysRevD.65.056010.
- ^ Dimopoulos, S.; Landsberg, G. L. Black Holes at the Large Hadron Collider. Phys. Rev. Lett. 2001, 87 (16): 161602. Bibcode:2001PhRvL..87p1602D. PMID 11690198. arXiv:hep-ph/0106295 . doi:10.1103/PhysRevLett.87.161602.
- ^ Johnson, George. Physicists Strive to Build A Black Hole. The New York Times. September 11, 2001 [2010-05-12]. （原始内容存档于2022-04-20）.
- ^ The case for mini black holes. CERN courier. Nov 2004 [2011-07-21]. （原始内容存档于2011-05-20）.
参考文献
[编辑]- D. Page, Phys. Rev. D13 (1976) 198 : first detailed studies of the evaporation mechanism
- B.J. Carr & S.W. Hawking, Mon. Not. Roy. Astron. Soc 168 (1974) 399 （页面存档备份，存于互联网档案馆） : links between primordial black holes and the early universe
- A. Barrau et al., Astron. Astrophys. 388 (2002) 676 （页面存档备份，存于互联网档案馆） , Astron. Astrophys. 398 (2003) 403 （页面存档备份，存于互联网档案馆） , Astrophys. J. 630 (2005) 1015 （页面存档备份，存于互联网档案馆） : experimental searches for primordial black holes thanks to the emitted antimatter
- A. Barrau & G. Boudoul, Review talk given at the International Conference on Theoretical Physics TH2002 （页面存档备份，存于互联网档案馆） : cosmology with primordial black holes
- A. Barrau & J. Grain, Phys. Lett. B 584 (2004) 114 （页面存档备份，存于互联网档案馆） : searches for new physics (quantum gravity) with primordial black holes
- P. Kanti, Int. J. Mod. Phys. A19 (2004) 4899 （页面存档备份，存于互联网档案馆） : evaporating black holes and extra-dimensions
- D. Ida, K.-y. Oda & S.C.Park, [1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）: determination of black hole's life and extra-dimensions
- Sabine Hossenfelder: What Black Holes Can Teach Us, hep-ph/0412265 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- L. Modesto, PhysRevD.70.124009 （页面存档备份，存于互联网档案馆）: Disappearance of Black Hole Singularity in Quantum Gravity
- P. Nicolini, A. Smailacic, E. Spallucci, j.physletb.2005.11.004 （页面存档备份，存于互联网档案馆）: Noncommutative geometry inspired Schwarzschild black hole
- A. Bonanno, M. Reuter, PhysRevD.73.083005 （页面存档备份，存于互联网档案馆）: Spacetime Structure of an Evaporating Black Hole in Quantum Gravity
外部链接
[编辑]- 《大英百科全书》中的条目：Mini black hole (physics)（英文）
- Astrophysical implications of hypothetical stable TeV-scale black holes （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Mini Black Holes Might Reveal 5th Dimension （页面存档备份，存于互联网档案馆） – Ker Than. Space.com June 26, 2006 10:42am ET
- Doomsday Machine Large Hadron Collider? – A scientific essay about energies, dimensions, black holes, and the associated public attention to CERN, by Norbert Frischauf (also available as Podcast)
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