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标  题: 人造黑洞（之二） （zz）
发信站: 听涛站 (2001年11月03日09:38:39 星期六), 站内信件

转载自：http://www.scienceworm.com

2001-10-30：人造黑洞（之二）

    附图说明：图中红线标示出CERN长达27公里的对撞机

    CERN准备大量生成黑洞

    微型黑洞可能揭示空间的隐藏维度

    物理学家也许很快就可以生产大量的黑洞。当2005年，大型强子
对撞机(LHC)在日内瓦附近的CERN,欧洲粒子物理实验室建成时，它可
以每秒钟产生一个黑洞。

    这些微细的，稍瞬即逝的现象也许是给了研究人员一个长期以来
所追求的机会，向空间的隐藏维度投去一瞥。

    在也容纳过它的前身的长达27公里的圆形隧道内，LHC将是世界
上最强大的粒子加速器。它将把基本粒子互相撞在一起，压得粉碎，
就象在大爆炸之后的头一个万亿分之一秒一样，那时宇宙的温度大约
是一万兆摄氏度。

    在这样极端的能量下，物理学家们希望物质会展示出最深处的秘
密，例如物质如何获得质量，重力如何从量子力学引出等等。

    而且，加州斯坦福大学的Savas Dimopoulos和罗得岛州Providence
布朗大学的Greg Landsberg计算出，这些高能量的事件将会产生出大
量微小的黑洞。

    黑洞是星际空间黑暗而巨大的海盗船。当燃尽的恒星在自身重力
下坍塌时形成黑洞，将巨大的质量挤压在可以忽略的狭小空间，产生
巨大的重力场，吸引附近经过的一切东西——包括光。

    因为LHC将把大量的能量充斥于狭小的空间，所以也应形成黑洞。
这些黑洞将比原子核的百万分之一还小，而且瞬间即逝。

    物理学家Stephen Hawking在20世纪70年代预测黑洞将会以辐射能
量的方式蒸发。对于天体物理中的黑洞这是一个非常缓慢的过程，但
极小的黑洞应该不会比炼狱中的雪片更长命些。

    Dimopoulos和Landsberg说，LHC实验中，从蒸发中的黑洞产生的辐
射应该能显示它们短暂的存在。这还将证实Hawking的从未得到验证的预
言。更加有趣的是，这个“Hawking辐射”也许会得到空间自身结构的
线索。

    大多数关于宇宙的最初时刻的理论赞成时空多于我们通常感觉的
4维（空间3维，时间1维）。没有人完全确定另外需要多少维数--这些
多余的维数仅仅在非常剧烈的过程中，例如微型黑洞的形成中可以“感
觉”到。

    黑洞的温度，它的Hawking辐射的强度和它的质量之间的关系取决
于附加的维度的数目。因此，通过在LHC中研究这个辐射，物理学家可
以最终数出空间隐藏的维度。加州的物理学家Steve Giddings和Scott
Thomas根据CERN即将具有的生产黑洞的能力，得出了相同的结论。

Nature science update,
Edited by zl


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