Как сделать черную дыру в домашних условиях

Обновлено: 05.07.2024

Вселенная полна самых разнообразных и таинственных вещей. Ученые всего мира трудятся каждый день в попытках хотя бы чуть-чуть приблизиться к разгадке ее тайн.

Сегодня вас ждет очередное переведенное нами познавательное видео, посмотрев которое, вы узнаете о том, при каких условиях образуется черная дыра.

Предстоящие мероприятия

Образ Змеи в изобразительном искусстве и мифологии разных стран

Зимняя школа по информационным технологиям

Ключи от квартиры старухи-процентщицы

Игра у млекопитающих: происхождение и функции

По теме

Эксперимент позволил увидеть кота Шредингера

Сквозь кротовую нору с Сергеем Красниковым

Стивен Хокинг против черных дыр

Элементарные частицы

Одним из мест, олицетворяющих все это, является Большой адронный коллайдер (БАК) при ЦЕРН, на котором мы начали сталкивать протоны при самых высоких энергиях, когда-либо достигнутых в ускорителе элементарных частиц. Пару лет назад мы побили старый рекорд — 2 ТэВ (тераэлектронвольт, или 10 12 эВ), который был установлен Лабораторией Ферми — разогнав частицы до 3,5 ТэВ и столкнув их между собой, достигнув 7 ТэВ общей энергии. Это открытие не только позволило нам не только создать огромное число неуловимых фундаментальных частиц (топ-кварка, W- и Z-бозонов), но и открыть совершенно новую фундаментальную частицу, последнюю из неоткрытых частиц Стандартной модели: бозон Хиггса.

С помощью БАК ученые смогли обнаружить новую частицу — бозон Хиггса

Обновленный БАК позволяет нам набрать порядка 13-14 ТэВ общей энергии. Если нам повезет, внушительное число столкновений на таких энергиях, в сочетании с невероятными детекторами, позволит нам создать и открыть никогда ранее не виденные частицы в этой лаборатории. И, конечно, это открывает целый простор для невероятных (и совершенно несуразных) заявлений, как то:

И если первые два — это совсем чушь, неверно переданная научная информация, третье заявление сеет страх среди населения, поднимая свою уродливую голову всякий раз, когда БАК начинает работать.

Источник теории

Существует ряд теорий, которые предсказывают существование дополнительных измерений. Не только трех пространственных и одного временного, которые, как мы знаем, присущи нашему четырехмерному пространству-времени, но и как минимум еще одного пространственного измерения в нашей Вселенной. И хотя мы не можем получить доступ к этим измерениям при доступных нам энергиях, считается, что в масштабах, которые меньше тех, с которыми мы имели дело — и соответствуют более высоким энергиям — эти дополнительные измерения существуют.

И если эти дополнительные измерения существуют, есть также теоретическая возможность, что можно создать крошечные, миниатюрные, микроскопические черные дыры!

Можно ли создать в лаборатории черные дыры?

Но это невозможно по трем причинам. Давайте разберемся.

Если эти миниатюрные черные дыры существуют, то они попадали на Землю миллиарды лет, и Земля все еще вертится.

Конечно, мы никогда не создавали частиц с такой энергией в лабораторных условиях прежде. Но на самых высоких уровнях энергий — энергиях более чем в сто миллионов раз (100 000 000) выше, чем те, с которыми мы работаем на БАК — частицы постоянно сталкиваются с Землей: это космические лучи, которые бомбардируют нас со всех космических направлений.

Эти черные дыры, если бы они существовали, бомбардировали бы Землю (и все планеты) на протяжении всей истории нашей Солнечной системы, а также Солнце, и нет ничего, что указывало бы на то, что хоть какое-либо тело в Солнечной системе стало черной дырой или было ею съедено.

И тут вы можете возразить, мол, эти объекты движутся слишком быстро и поэтому просто пролетают через Землю, съедая слишком мало материи, чтобы оставаться внутри, и вылетают в межгалактическое пространство. В таком случае вас должна успокоить вторая причина.

Если вы действительно создадите миниатюрную черную дыру, она распадется вследствие излучения Хокинга, причем очень и очень быстро.

Cуществуют ли дополнительные измерения

Если существуют дополнительные измерения, можно предположить, что они могут быть определенного типа, позволяя (опять же, редко, но метко) сформироваться микроскопическим черным дырам. Такая черная дыра будет обладать в лучшем случае массой, эквивалентной энергии протон-протонного столкновения, до 13-14 ТэВ. По формуле E=mc 2 это соответствует массе в 5 х 10 -20 граммов, и, вероятнее всего, еще меньше.

Но даже если у вас будут дополнительные измерения нужных масштабов, а также правильного типа, и вы сделаете эту черную дыру, останется проблема: она будет нестабильной. Благодаря законам квантовой механики, эта черная дыра распадется в процессе излучения Хокинга. Для черной дыры массой в 5 х 10 -20 граммов, время распада в трех измерениях составит порядка 10 -83 секунд, это даже существованием назвать сложно. Чтобы физика имела смысл, нужно время хотя бы в 10 -43 секунд или дольше. Переводя в массу черной дыры, она должна весить хотя бы 0,00002 грамма, чтобы получить шанс на существование.

Но допустим, что есть новые законы физики, которых мы пока не знаем, и эти черные дыры внезапно станут стабильными. Вы делаете черную дыру — крошечную такую — в центре Земли, и она не распадается. Поглотит ли она Землю? И если да, то как быстро? Это приводит нас к третьему и последнему условию, и не забывайте: мы уже дважды отринули известные законы физики ради того, чтобы сделать этот бред возможным.

Может ли созданная черная дыра поглотить Землю?

Вы можете рассчитать, с какой скоростью черная дыра поглощает материю, и даже близко не подберетесь к сроку существования нашей планеты.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.

Если допустить, что она поглощает каждый протон, нейтрон или электрон, с которым вступает в контакт — и принимать во внимание ее гравитацию, чтобы понять, что она притягивает, — она будет поглощать порядка 66 000 протонов и нейтронов в секунду. Конечно, 66 000 протонов и нейтронов — это мелочи с точки зрения массы: 1,1 х 10 -25 граммов. Такой темп роста будет постоянным, пока черная дыра не станет довольно большой; только при массе в миллиард метрических тонн черная дыра будет расти быстрее, поскольку ее поперечное сечение увеличится. Захватывая 66 000 нуклонов в секунду, как долго, думаете, черная дыра будет набирать килограмм? Три триллиона лет. За это время погаснет Солнце — даже Вселенная столько не существует.

Наша планета будет в порядке, даже если нам удастся создать крошечную черную дыру.

Так что, даже если вы сделаете черную дыру и даже если законы физики неверны, а черная дыра будет жить вечно, она будет безвредной. Независимо от того, сколько законов физики мы отбросим, пересмотрим или изменим, Земля все равно будет в порядке.

Поэтому не бойтесь. Мы стараемся исследовать мир совершенно безопасным способом. Любые опасения могут быть развеяны — достаточно обратиться к ученым и спросить. Они ведь тоже не безумные.

Такой глубины не видели даже дрессированные дельфины.

Награда даёт автору 100 очк. Steam. Выдано несколькими (2) пользователями.

" data-tooltip-class="reaction_award_hover"> 2

Награда даёт автору 100 очк. Steam. Выдано несколькими (2) пользователями.

" data-tooltip-class="reaction_award_hover"> 2

Награда даёт автору 100 очк. Steam. Выдано 1 пользователем.

" data-tooltip-class="reaction_award_hover"> 1

1,068	уникальных посетителей
14	добавили в избранное

Чтобы создать дыру которая к слову не будет висеть бесконечно, а будет держаться около 10 секунд, и после исчезнет нам нужно ударить Decimator напряжением с силой 53+ (порверялось тестами, может быть не точно) для чего подойдёт Generator либо обычный либо индустриальный как показано ниже, просто дайте им соприкоснуться и всё.

Егор Морозов | 4 Сентября, 2019 - 14:00

Все хотят иметь личную червоточину. В том смысле, что кто захочет путешествовать по вселенной обычным способом, когда банальный полет от одной звезды до другой может занять тысячи и десятки тысяч лет? Гораздо интереснее, если вы можете заскочить в ближайшее отверстие кротовой норы, совершить небольшую прогулку в ней и оказаться в каком-нибудь экзотическом отдаленном уголке вселенной.

Однако есть одна небольшая техническая трудность: червоточины, которые являются настолько сильными изгибами пространства-времени, что образуют короткий туннель между двумя точками вселенной, катастрофически нестабильны. Например, если вы пошлете в кротовую нору фотон, то она разрушится быстрее, чем он по ней пролетит, то есть быстрее скорости света.

Проще простого.

Принцип работы червоточины: зачем сто лет лететь по обычному (красному пути), если можно добраться до нужной точки за секунду через кротовую нору (зеленый путь).

Проблемы создания кротовой норы

В принципе, построить червоточину довольно просто. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, масса и энергия деформируют ткань пространства-времени. И определенная особая конфигурация материи и энергии позволяет сформировать туннель — максимально короткий путь между двумя удаленными частями вселенной.

К сожалению, даже на бумаге эти червоточины фантастически нестабильны. Всего один фотон, проходящий через червоточину, запускает катастрофический каскад, который разрывает ее. Тем не менее, некоторое количество материи с отрицательной массой может противодействовать дестабилизирующему воздействию обычной материи, пытающейся пройти через червоточину, делая ее проходимой.

Есть, правда, одна загвоздка — вещества с отрицательной массой не существует, поэтому нам нужен запасной план.

Давайте начнем с самой кротовой норы. Нам нужен вход и выход. Теоретически, возможно соединить вместе черную дыру (область пространства, из которой ничто не может уйти) с белой дырой (теоретическая область пространства, куда ничто не может войти). Когда эти два необычных космических объекта объединяются, они образуют совершенно новую структуру: червоточину. Таким образом, вы можете прыгнуть в любой конец этого туннеля, и вместо того, чтобы пугать людей, сбрасывая книги с бесконечных полок в черной дыре, вы без всякого вреда для себя вылетите с другой стороны.

Правда, белых дыр тоже не существует. Становится все сложнее, не правда ли?

Зарядить черные дыры!

Вот так теоретически выглядит один из видов червоточин, мост Эйнштейна-Розена: наблюдатель видит свет из другой части вселенной внутри черной дыры.

Поскольку белых дыр не существует, нам нужен запасной план для запасного плана. К счастью, умные математики подсказывают нам возможное решение: заряженная черная дыра. Черные дыры могут нести электрический заряд — да, при естественном формировании заряда они не приобретают, но мы используем то, что можем получить. Внутри любой черной дыры находится странное место с так называемой гравитационной сингулярностью: это, пожалуй, самая необычная область во вселенной, в которой не работают большинство базовых физических теорий, а величины, описывающие гравитационное поле, становится или бесконечно большими, или неопределенными. И если у обычной черной дыры эта область — вообще говоря точка в ее центре, то у заряженной она может быть искажена, а у двух противоположно заряженных черных дыр они и вовсе могут соединяться мостом.

Вуаля: мы получили червоточину, используя только то, что действительно может существовать.

Но у этой кротовой норы, созданной с помощью заряженных черных дыр, есть две проблемы. Во-первых, она все еще нестабильна, и если что-то или кто-то на самом деле попытается ее использовать, то она развалится. Вторая проблема заключается в том, что две противоположно заряженные черные дыры будут притягиваться друг к другу как гравитационными, так и электрическими силами, и если они сольются, то вы просто получите одну большую нейтрально заряженную и совершенно бесполезную черную дыру.

Игра на космических струнах

Таким образом, чтобы все это работало, нам нужно убедиться, что две заряженные черные дыры находятся в безопасности, достаточно далеко друг от друга, и при этом туннель червоточины может оставаться открытым. Потенциальное решение этой новой задачи — космические струны.

Космические струны — это теоретические дефекты в ткани пространства-времени, похожие на трещины, которые образуются при замерзании льда. Эти космические остатки образовались в первые доли секунды после Большого взрыва. Это действительно экзотические объекты, не шире протона, но всего дюйм их длины перевешивает гору Эверест. Вы никогда не захотите встретиться с ними, ибо они разрежут вас пополам, как космический световой меч, но вам не нужно сильно беспокоиться, поскольку мы даже не уверены, что они существуют, и никогда не видели их во вселенной.

Тем не менее, нет никаких причин, по которым они не могут существовать, так что мы не сильно лукавим, используя их для создания устойчивых кротовых нор.

Бесконечный провал на схеме и есть гравитационная сингулярность.

Когда дело доходит до червоточин, то у космических струн есть одно очень полезное свойство: огромная инертность. Другими словами, им действительно не нравится, когда их толкают. Если вы пронизываете червоточину космической струной и позволяете ей проходить вдоль внешних краев черных дыр, то натяжение струны мешает им притягиваться друг к другу. Говоря простым языком, космические струны тут выступают как стальные тросы, которые крепятся к берегам и удерживают мост от падения.

Наращиваем стабильность

Одна космическая струна решает одну из проблем — удерживает черные дыры в определенных местах, что позволяет входу и выходу из кротовой норы быть открытыми. Но она не предотвращает разрушение самой червоточины, если вы действительно решите ее использовать. Итак, давайте добавим еще одну космическую струну, также пронизывающую кротовую нору, но при этом проходящую и через нормальное пространство между этими двумя черными дырами, образуя своеобразную петлю.

Когда космические струны замыкаются в петлю, они, теоретически, начинают сильно вибрировать. Эти вибрации перемешивают саму ткань пространства-времени вокруг них, и при правильной настройке вибрации могут привести к тому, что энергия пространства в их окрестностях станет отрицательной, эффективно действуя как отрицательная масса внутри червоточины, потенциально стабилизируя ее.

Но сначала нам нужно найти несколько космических струн и зарядить парочку черных дыр.

Читайте также: