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如何利用黑洞作为超强的粒子加速器?

基础物理学的发展离不开深入揭示物质的结构,这就需要通过高能粒子加速器来产生新粒子。可以说,粒子加速器从某种程度上制约着基础物理学的发展,人类需要一个更大的粒子加速器。有物理学家提出设想,利用黑洞作为粒子加速器。

在大型强子对撞机(LHC)于2012年发现粒子物理学中最后一块拼图——希格斯玻色子之后,关于下一步该怎么走的讨论很多。大型强子对撞机是目前世界上最强大的粒子加速器,其对撞粒子的能量约为13万亿电子伏特。

虽然这产生了一些超越标准模型的物理暗示,但它可能无法解决粒子物理学中一些最大的问题,物理学家需要更强大的粒子加速器。对此,有物理学家提议,建造一个能量为大型强子对撞机十倍的环形对撞机。但是建造和运行新粒子加速器的成本将会非常高昂,这让一些物理学家怀疑它的成本是否值得。

然而,如果我们可以使用宇宙中已经存在的粒子加速器,情况就不是这样了。科学家已经知道,黑洞是宇宙中最为强大的“引擎”,它们能产生高能粒子喷射流,这些粒子被加速到接近光速的速度离开黑洞。

不幸的是,黑洞产生的任何奇异高能粒子都会迅速衰变,所以我们无法直接观测到这些可能是标准模型之外的粒子。然而,最近发表在《物理评论D》(Physical Review D)上的一篇文章认为,我们也许能够通过引力波间接地观测到奇异的高能粒子。

在过去的几年里,天文学家观测到了黑洞和中子星合并产生的引力波。我们可以用足够的灵敏度来观测它们,这样我们就可以确定一些东西,比如合并体的初始质量和角动量,以及由此产生的黑洞质量和角动量。但是我们应该能够更敏感地测量合并过程中发生的其他能量波动,这就是这篇新论文的切入点。

旋转的黑洞倾向于通过一种被称为“参考系拖拽”的过程向环绕黑洞周围的物质云提供能量。如果一个黑洞周围的一团弥散物质开始与另一黑洞周围的物质合并,两个黑洞之间的参考系拖拽效应就会把大量的能量转移到物质上。这类似于旅行者1号探测器利用木星的引力弹弓效应加速到太阳系逃逸速度,但黑洞的威力要大得多。

在黑洞周围物质合并过程中,将会产生超辐射,它会制造出一束比我们在地球上所能产生的任何东西都要强大得多的高能粒子流,这可能会产生粒子物理标准模型之外的奇异粒子。虽然我们无法直接观测这些粒子,但是它们的能量会影响黑洞产生的引力波。通过寻找引力波中的波动,反过来我们可以知道奇异粒子的存在,或者至少知道哪些奇异粒子可能不会存在。

虽然黑洞粒子加速器不会像地球上人类建造的粒子加速器那样精确,但也许通过研究引力波,我们可以了解到存在着超越标准模型的粒子,这就使得建造新的粒子加速器是值得的,这样才能更好地知道物理学的发展方向。

宇宙加速膨胀的力量能撕碎黑洞么?

按照现在的理论,宇宙加速膨胀也只是一个缓变的过程。不足以撕碎任何东西。但终究它会让世界大同一切变得空虚无物。达到熵增无穷大的状态。但这个过程相当漫长漫长的,已经超出了我们的认知。

黑洞应该不会被任何力量撕碎,但是黑洞也是有寿命的,他会在一定的时间内蒸发掉全部。这个时间也非常非常的漫长。

发明的超级粒子加速器,是怎样模拟逃离黑洞的?

黑洞,是目前宇宙中,我们所知最强劲的超级引擎!它凭借着其无与伦比的强大引力,几乎能碾压撕裂世间万物。犀利的引力作用下,哪怕是光也无法逃离,所以任何物体一旦靠近事件视界时,等待它们的命运只有一个结局——被吞噬、撕裂化为粒子,然后消失在黑洞深渊中……

但这些年来,一些科学家尝试打破这个铁律,试图从贪婪的黑洞嘴里夺食。他们希望借鉴于粒子加速的原理,在旋转的黑洞能量中,让一些接近光速的等离子体,在对撞的过程中,获得逃离黑洞的机会,并从黑洞强大的引力场中窃取能量!

逃离黑洞,这并非仅属科幻小说里的桥段。在物理学家的眼里,这一个新见解,至少在理论是存在合理的逻辑的,更并非不可现之事!他们认为诀窍在于如何巧妙、仔细地安排好一切,这样粒子就不会永远消失在贪得无厌的黑洞中。

就让我们一起用最通俗的话,来模拟、理解物理科学家们期待的这一过程!

首先,任何一个粒子接近黑洞时,它必然会被加速,就如同雪球从高山上滚落一样。而黑洞的能耐,更远超我们认知的任何一座高山,它强劲的引力,极有可能会让粒子最终以超越光速的状态坠入。

对于这宇宙事件,天文学家给黑洞划定了一个边界——事件视界:任何一个粒子达到光速时,距黑洞中心的这段距离,恰好是光可逃离的阈。这个事件视界,实际就是科学家用以界定黑洞边界的距离。反过来,一旦你陷入这个区域,被锁定于这个事件视界之内,按黑洞的理论来说,等待你的只有唯一的结局——被吞噬然后永远消失。

若是一个孤立的物体或粒子,这个理论是完美而毫无破绽的,可倘若两个或者更多的粒子呢?事情会不会变得更有趣呢?它们一起被加速坠入黑洞的过程中,会不会展露出那个万中无一的瑕疵与漏洞呢?

物理学家们,提出了一个假设:若两个粒子接近视界时,它们的速度就会加快。可若它们碰巧拥有正确的速度和角度方向组合,利用两者对撞弹开的粒子对撞特性,会不会有可能让其中一个垂直坠落,而另一个则绕过弹出事件视界的边缘,然后飞向安全地带呢?

事实上,这样的情形非常罕见,概率也极其低,但也并非完全不可能。因为,基于他们多年对高能粒子的研究,在本身就旋转的黑洞里,在事件视界附近不仅时刻发生着多次低速碰撞,从而产生理想的高能量输出。一旦这些粒子本身就非一般,本身就具有很高的速度,甚至在黑洞这个超级粒子加速器的作用下,实现加速到超过光速的99%,然后在旋转的黑洞发生高能碰撞。或许,它们会拥有逃离黑洞的疯狂能量,从黑洞视界反弹出去,或者沿着黑洞旋转轴向外抛出。

为了证明自己理论的可能性,物理学家在粒子加速环境,比如通过世界上最大的原子加速器、最大型的粒子对撞加速机——一个由超导通道组成的环,周长约27公里,然后给它疯狂加速,最终把重粒子加速到了大约99.7%的光速度!

在这样接近事件视界中,粒子对撞情形的表现,再结合对等重粒子体喷流对撞时的物理机制,所呈现的数据与最新见解。他们用大量数据解释了,如何从黑洞超强引力中窃取能量,并推动它远离黑洞。换句话讲,他们研究了黑洞极端引力下,如何能对粒子提供如此多的能量,使它们向外辐射。

用数学演算的方式,他们在计算机上模拟重现出这样的理论上的一幕。

但这个版本的理论,也有一个很大漏洞:其涉及数学设定的多种复杂性的条件,要想在现实中的黑洞里真实还原这种逃离现象,也只有在极其极端的概率上才能实现,并且很难被天文学家们轻易捕捉这样的情形,换言之,这个依旧是理论上的逃离。要在茫茫宇宙中,无数的黑洞上去观测到这一幕,或许比登天还难。

物体速度增加,最终会不会成为黑洞?

归结起来就是对自然界的能量引力质量黑洞现象等等的演化本质不理解,对黑洞由质量产生引力塌缩产生是造成误判的根源,今天借本题说点自我看法。

用加速物质体创造黑洞不可能,这是对物质加速原理理解不到位,正如大型粒子加速器依靠超导磁体首先改变被加速粒子的自旋半径,通过粒子的惯性复位与碰撞点的粒子存在粒子自旋半径差,造成相似粒子有不相同的自旋体内外平衡动态,这就象同是水分子不同温度下的状态,加速就是人为创造了动态差而实现加速碰撞,无论怎样大型远远达不到光速,只能理论计算达到,实际上根本达不到,因为地球与太阳的动态平衡度规决定了整个人工制造的工艺环境,整个设备会自动消磁调平,成为巨大辐射源,虽然本人没亲眼看见,但自然规律是人为不可改变的。

黑洞是什么,真相恐怕没有人知道,因为无法近距离观察,当然不敢近距离观察,大家都只能靠科学部门的观察描述结果猜测。各有各的观点,个人认为它可能是一质量和密度都相当大的特殊天体,所以吸引力相当大,以至于光都不放过,被吸入这个天体的所有物质令人无法想象是怎样的组合。

这个问题就是典型的误导理论带来的后遗症,看起来有理有据,运用加速粒子达到接近光速,那么此物就产生巨大的动质量,巨大的动质量就产生巨大的引力,巨大的引力就产生人造黑洞,黑洞体积小力量大吞食周边物质,产生辐射获取源源不断的能量,还可用于攻击型武器使用,这样想的人不在少数,而且投巨资在探索。有不有结果呢?实现初哀了吗?NO,No,最后只能是废铁拌岁月获得银丝的白发。

粒子加速器里会出现黑洞?

理论上可以。。原因是在粒子对撞后会发生核聚变反应。释放出大量的能量。但是由于新形成的粒子比原来的粒子小。。这样就容易发生坍缩。。从而吸收周围的物质。。这样理论上就可以形成。。但是现在不可能。。至少现在这星球上的能量技术还打不到那领域。

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