Stiven Hoking je želeo da naučnici „stvaraju crne rupe“ na Zemlji

Foto: Shutterstock

Kad je Stiven Hoking posetio Veliki hadronski sudarač, nadao se neočekivanom napretku fizike. Njegovi snovi možda nisu nemogući.

Izašao je iz teretnog lifta koji ga je proveo ispod zemlje u petospratnu jamu u kojoj je smešten eksperiment ATLAS laboratorije CERN, čuvene Evropske organizacije za nuklearno istraživanje kod Ženeve. Genaralni direktor CERN-a Rolf Hauer nervozno je hodao. Bila je to 2009, a neko je podneo tužbu u Sjedinjenim Državama, zabrinut da će CERN-ov novoizgrađeni Veliki hadronski sudarač (LHC) proizvoditi crne rupe ili neki drugi oblik egzotične materije koji bi mogao uništiti Zemlju, piše Live Science.

Preporučujemo

LHC je prstenast akcelerator čestica koji je napravljen, prvenstveno, radi stvaranja Higsovih bozona, nedostajuće karike – u to vreme – u standardnom modelu fizike čestica. Izgrađen u tunelu ispod švajcarsko-francuske granice, ima ukupan perimetar od 27 kilometara, i ubrzava protone i antiprotone koji se kreću u dva rotirajuća snopa suprotnih smerova u cirkularnim vakuumskim cevima do 99,9999991% brzine svetlosti.

Na tri lokacije duž prstena, snopovi ubrzanih čestica mogu biti upućeni u visokoenergetske sudare, rekreirajući uslove uporedive s onima koji su vladali u univezumu delić selunde nakon vrelog velikog praska, kad je temperatura bila veća od milion milijardi stepeni. Tragove prskanja čestica u ovim silovitim direktnim sudarima zabeležili su milioni senzora naslaganih poput mini-lego blokova kako bi se napravili ogromni detektori, uključujući ATLAS detektor i kompaktni mionski solenoid (CMS).

Pomenuta tužba je uskoro trebalo da bude odbačena zato što „spekulativni strah od buduće štete ne konstituiše povredu dovoljnu za pokretanje tužbe“. U novembru te godine, LHC je uspešno uključen – nakon eksplozije prilikom prethodnog pokušaja – i ATLAS i CMS detektori su uskoro pronašli tragove Higsovih bozona u ostacima od sudara čestica. Međutim, LHC zasad nije napravio crne rupe.

Zašto nije bilo potpuno nerazumno za Hokinga – i Hauera takođe – da se nadaju da bi moglo biti moguće proizvoditi crne rupe pomoću LHC-a? Obično smatramo crne rupe urušenim ostacima masivnih zvezda. To je previše ograničeno shvatanje, jer bilo šta može postati crna rupa ako ga stisnuto u dovoljno mali obim. Čak i jedan jedini proton-antiproton par ubrzan skoro do brzine svetlosti i smrskan u moćnom akceleratoru čestica formirao bi crnu rupu ako bi taj sudar koncentrisao dovoljno energije u dovoljno mali volumen. Bila bi to sićušna crna rupa, nema sumnje, sa kratkotrajnim postojanjem, jer bi odmah isparila kroz emisiju Hokingove radijacije.

Istovremeno, da se Hokingova i Hauerova nada o stvaranju crnih rupa ostvarila, to bi značilo kraj decenijama starog pokušaja fizičara da istraže prirodu na sve kraćim distancama sudarajući čestice sa sve većim energijama. Sudarači čestica su kao mikroskopi, ali se čini da gravitacija postavlja fundamentalnu granicu njihovoj rezoluciji, pošto izaziva formiranje crne rupe kad god previše povećamo energiju pokušavajući da zavirimo u sve manji volumen.

U tom trenutku, dodavanje još energije bi proizvelo veću crnu rupu umesto daljeg povećavanja uveličavajuće snage sudarača.

Dakle, gravitacija i crne rupe potpuno preokreću uobičajeno razmišljanje u fizici da veće energije sagledavaju kraće distance. Krajnji cilj izgradnje sve većih akceleratora izleda nije najmanji fundamentalni gradivni blok – krajnji san svakog redukcioniste – već izranjajuće mikroskopsko zakrivljeno prostor-vreme.

Upetljavajući kratke distance nazad u dugačke distance, gravitacija se sprda da duboko ukorenjenom idejom da je arhitektura fizičkog sveta sređen sistem složenih ljuski koje možemo oguliti jednu po jednu dok ne stignemo do fundmentalne najmanje koponente. Gravitacija – i stoga prostor-vreme – izgleda poseduju antiredukcionistički element.

Dakle, na kojoj mikroskopskoj meri se fizika čestica bez gravitacije pretvara u fiziku čestica sa gravitacijom? Ili, drugačije rečeno, koja bi bila cena da se ispuni Hokingov san o stvaranju crnih rupa?

(Telegraf Nauka/Live Science)