黑洞旅行指南15-完美-黑洞是宏观的基本粒子(一)-3.23一

距离你往黑洞里扔东西又过了一段时间。
由于我们身处视界外界,再也无法得知刚刚究竟是什么物体落入了黑洞,没有任何信息能够穿过事件视界到达我们这一边。
如前文所说,黑洞表面不包含任何复杂特征,因而我们会看到如下优美的情景:从我们这边看,所有给定质量(以及角动量和电荷)的黑洞与其他拥有相同质量(以及角动量和电荷)的黑洞一模一样,它们必须完全相同,因为我们没有任何办法和依据把它们区分开来,事件视界同化了所有的黑洞。
因此,从外部看来,你无法分辨由纯光形成的黑洞,还是由金条、羽毛、放射性铀或小说白痴形成的黑洞。
至少从外部来看,所有特定大小(以及角动量和电荷)的黑洞都是相同的,没有任何实验可以区分它们。

黑洞是完美的,恰如电子这种亚原子粒子也是完美的。
任意一个电子与宇宙中其他电子都是相同的。
不同于由电子组成的更宏观的物体,像人或野外指南,电子与电子之间完全可以互换。
从某种程度而言,黑洞是引力的基本粒子,因其特殊的性质,我们已知的宇宙中没有可与之比拟的存在,当然,除了类似的黑洞。
所有其他理想粒子都存在于亚原子世界,所以宇宙中也可能存在亚原子黑洞。
这种黑洞通常表现得很不稳定,质量或与亚原子粒子相同。
甚至,我们在粒子加速器中就可以制造出亚原子黑洞。

倘若我们让粒子对撞,使它们的能量集中于足够小的空间内,从而达到黑洞的密度,就可以创造出迷你黑洞。
理论上,最小的基本黑洞粒子质量约为22微克,是芝麻种子质量的几千分之一,体积却要比它小约32个数量级。
22微克可能看起来不是很重,但这个微观黑洞的质量比质子大19个数量级,体积比质子小20个数量级。
在你家的厨房里,你可以轻轻松松找到一堆22微克左右的颗粒物集合,比如一小把面粉。但这些面粉由无数小颗粒组成,非常分散,远远小于黑洞的致密程度。
制造又大又重的东西很容易,比如建筑物和宇宙飞船;制造又小又重的东西却很难,越小,越重,越难生产。
根据上述推测,迷你黑洞是最重也是最小的基本粒子。

位于瑞士的大型强子对撞机在一条狭窄的、长达27千米的环形加速隧道中粉碎粒子束,碰撞后纷飞的粒子碎片喷向环上一系列探测器,供研究人员观测。
它是人类目前建造的最大、能量最高的粒子加速器,并有望永久保留这一美誉。
大型强子对撞机达到的能量峰值比量子黑洞所需能量小15个数量级,根本无力制造这样一个黑洞。
尽管如此,还是有一些合理的研究假设了更轻的量子黑洞的存在。
如果宇宙隐藏了已知三维空间外的额外维度,大型强子对撞机就有可能产生这种黑洞。但这已经是题外话了。
物理学家们公开发表、讨论这些想法。他们开玩笑地把大型强子对撞机称为“潜在的黑洞工厂”。
说者无心,听者有意。部分民众听到了这些讨论,社会中出现了广泛的关注、议论和恐慌。有人向法院提起诉讼,希望禁止研究人员启动对撞机。
为了回应社会对于对撞机安全性的担忧,欧洲核子研究组织委托了一批独立科学家来评估风险。科学家们认为,对撞机对我们的世界并无威胁。
开关打开了,大型强子对撞机发现了希格斯玻色子,它被称为“该死的粒子”,俗称“上帝粒子”。有意思的是,科学家的调查报告并未声称大型强子对撞机永远不可能产生黑洞。
相反,该声明说的是,任何迷你黑洞都绝不可能毁灭世界。
粉碎的粒子首先会创造出一个变形的黑洞,然后辐射掉所有毛发乃至所有瑕疵,最终形成一个完美的基本黑洞。
随后,这个黑洞通过量子效应迅速衰变,以霍金辐射的形式蒸发掉。具体的蒸发过程将在本指南后文详细阐述。
如果你真的下定决心去制造独属于你的微观黑洞,那就请尝试最小的那种,你的生还概率将会因此大大增加。
未完,见:黑洞旅行指南15-完美-黑洞是宏观的基本粒子(二)。
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Tip:我可能是错的,但我会根据新收集的信息,不断修正我的判断。
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