Коллайдер - [81]
Черные дыры полегче испарятся быстрее. Но возникает задача, как их получить, потому что механизм звездного коллапса здесь уже не работает. Звезды солнечной массы, например, оканчивают свою жизнь не в виде черных дыр, а в виде тусклых белых карликов. Давление внутри них предотвращает дальнейшее сжатие, и такие звезды, застряв на полпути к черной дыре, просто-напросто постепенно остывают.
Как бы то ни было, в решении Шварцшильда о минимальной массе черной дыры ничего не говорится. Однако есть выражение для радиуса Шварцшильда (расстояния от центра до горизонта событий), включающее в себя массу материи, неважно, сколько ее. Чем легче тело, тем меньше у него радиус Шварцшильда.
Скажем, у черной дыры вдесятеро тяжелее Солнца этот радиус составит около 30 км, то есть она спокойно поместится на территории штата Род-Айленд. Если б некая мощная сила смогла бы загнать Землю под ее радиус Шварцшильда, наша планета оказалась бы размером с жемчужину. Человек, сжатый до своего радиуса Шварцшалъда, был бы в миллиарды. раз меньше атомного ядра. Да уж, о прямых измерениях здесь говорить не приходится.
В 2001 г. Савас Димопулос вместе с физиком из Браувовскоги университета Грегом Лэндсбергом. опубликовали вызвавшую много толков статью, в которой утверждали, что черные мини-дыры, может быть, удастся зарегистрировать на БАК. Их радиус Шварцшильда должен быть порядка планковской длины, то есть порядка 10>-33 см - почти в триллион миллиардов раз меньше атомного ядра. Взяв за основу теории с большими дополнительными измерениями, соавторы оценили, что БАК будет штамповать около 10 млн таких черных дыр в год. БЭП в свое время выдавал примерно столько же Z-бозонов.
Смоделированное изображение рождения и распада черных мини-дыр в детекторе АТЛАС.
Димопулос и Лэндсберг подчеркивали, что если бы на БАК обнаружились черные мини-дыры, они бы послужили тонким инструментом для установления количества дополнительных измерений и, подтвердив утечку гравитонов в параллельную Вселенную, сыграли бы на руку гипотезе о мире на бране. Все потому, что масса этих миниатюрных компактных объектов определяется числом пространственных измерений. А так как хокинговское излучение истощает легкие тела быстрее, крошечные черные дыры стремительно распались бы на какие-нибудь частицы, которые, возможно, удалось бы зарегистрировать. В идеале это позволило бы досконально изучить процесс квантовою испарения и разобраться с идеей о дополнительных измерениях.
На сегодняшний день черные мини-дыры пока остаются лишь теоретической догадкой. Если уж с черными дырами звездного происхождения пока не все понятно, то что говорить об их гипотетических уменьшенных копиях. Димопулос и Лэндсберг предупредили в своей статье, что их вычисления основаны на «полуклассических предпосылках», имеющих место на зыбкой границе между общей теорией относительности и некоторыми моделями квантовой гравитации (в частности, теории струн и М-теории). «Поскольку могут возникнуть неизвестные струнные поправки, - пишут авторы, - наши результаты не более чем приближенные оценки»>91.
Раз у нас такие туманные представления о том, как себя ведет гравитация на самых коротких расстояниях, где в свои права вступает квантовая механика, сразу и не угадаешь, какие теоретические предсказания в итоге окажутся верными. Прелесть детекторов АТЛАС и CMS в том, что они многоцелевые. Собранный ими фактический материал будут обрабатывать научные группы со всего света, которые попытаются дать ответ на вопрос, какой гипотезе он лучше всего соответствует. Но до тех пор черные мини-дыры остаются чисто умозрительной, хоть и будоражащей воображение, возможностью.
Если черные мини-дыры и почтят своим присутствием коллайдер, они вряд ли успеют вступить во взаимодействие с окружающей средой. Собственно, и взаимодействовать особо не с чем: точки столкновения герметично упакованы и погружены в чистейший вакуум, а температура поддерживается на уровне нескольких кельвинов. Едва из кварков двух сталкивающихся протонов образуется черная дыра, как она тут же распадется на элементарные частицы. Всю свою недолгую жизнь она проведет вдали от других тел и, будучи немногим тяжелее атомного ядра, не сможет оказать на них сколько-нибудь заметного влияния. О ее рождении не возвестят ни фейерверки, ни даже вспышка на экране. Единственный способ узнать, что в недрах БАК в течение считаных мгновений существовала черная мини-дыра, - выполнить тщательный анализ данных, который займет далеко не один месяц.
Психологическое восприятие опасности не всегда отвечает реальному положению вещей. Некая экзотическая угроза кажется нам страшнее, чем те риски, которым мы подвергаемся каждый день. Людей не интересует, сколько человек ежедневно оступаются, спускаясь по лестнице, и поскальзываются на мокром полу, пока беда не настигает их самих или их близких. Но вот образ черной мини-дыры, прожорливой, как капля из одноименного фильма, вызывает в них беспокойство, тем более беспричинное, что шансы ощутить на себе воздействие такого тела, особенно если оно крошечного размера, невероятно близки к нулю.
