私はミニシリーズを楽しんでいます 暗い空のボイド 作家のザック・カプランとアーティストのクリス・シェハン、マッド・ケイブ・スタジオが出版。物理学者として、この前提はすぐに私の興味をそそりました。アラスカの遠隔の秘密の複合施設で、科学者は安定した微視的なブラックホールを作成し、封じ込めます。もちろん、彼らはコントロールを失い、すぐに蒸発する代わりに、すべての科学者が言うように、奇妙なことがブラックホールから出現し始めます。 10代の少女を含む生き物。
明らかなサイエンスフィクションの要素を過ぎて見て、人為的に本当に可能ですか 作成して封じ込めます 地球上の安定した微視的なブラックホール？
マッドケーブスタジオ
質問、そして可能性がもたらす恐れは、実際には新しいものではありません。 CERNの大規模なハドロンコライダー（LHC）が完成する少し前に、LHC実験で放出されるエネルギーが微視的（および世界的な終わりをもたらす可能性があると仮定した、まだ発見されていない物理学（ほとんどが余分なスペースの寸法のアイデアを含む）の特定の理論が完成する直前に、 ）ブラックホール。 CERNの主要な科学者は、これらの心配は根拠がないという結論に達しました。これまでのところ、LHCで微視的なブラックホールは観察されていません。
とにかくブラックホールとは何ですか？
アインシュタインの一般的な相対性理論は、重力を質量（またはエネルギー）が空間（および時間）の構造を曲げるものとして説明しています。オブジェクトが大きいほど、曲げが強くなります。重力の魅力的な引っ張りは、湾曲した空間の勾配を「落ちる」物にすぎないことです。物理学者が、オブジェクトが十分に大きく、またはむしろ十分に密度が高い場合、曲がった時空が非常に急なので、軽いものでさえも重力から逃れることはできないことに気付くのに時間はかかりませんでした。したがって、特定の半径の中で、超密度の高いオブジェクトは、完全に黒い空の穴のように見えます。
ブラックホールの最も単純なタイプの場合、イベントホライズンと呼ばれることが多いこの境界は、 シャワルツ署名半径、物理学者のカール・シュワルツチャイルドにちなんで名付けられました。半径のサイズは、オブジェクトの質量に直接比例します 計算できます 式で： r = 2GM/c2、mはブラックホールの質量、gはニュートンの重力定数、cは光の速度です。
通常、ブラックホールは、超大規模な星がそれ自体に崩壊し、その質量がすべてその特別なシュワルツチャイルドラディウス内に収まる場合にのみ発生します。ただし、上記の式によれば、どんな量の質量でもブラックホールを作成する可能性があります。それはただ、十分な小さなスペースに絞る必要があります（つまり、十分に密集しました）。したがって、科学者は微視的なブラックホールについて推測しています。
顕微鏡的なブラックホールはどれくらい大きい（または小さい）でしょうか？
の最初の3つの問題を通じて 暗い空のボイド、カプランは賢明に架空のブラックホールの正確な半径を決して明らかにしません。しかし、シェハンは、秘密の複合施設の大きなテスト領域で間違いなく見ることができるオブジェクトとして描画しています。それは素晴らしく、美しく、不安な視覚になりますが、実際には、このブラックホールは非現実的に大きくなります。実際、あらゆるサイズのブラックホールを考慮するときに関与するスケールは非常に極端であり、基本的に想像を絶するものです。
たとえば、半径1マイクロメートル（100万分の1ミリメートル）のブラックホールには、地球上の海洋の半分の質量にほぼ同等の6.7 x 1020キログラムの質量があります。どのようにして、あなたはどのようにしてその大量をボールに入れて半径1マイクロメートルに入れることになっていますか？
または、ブラックホールの質量が1 kg（約1リットルの水）の質量がある場合、それはわずか1.5 x 10〜27メートルの半径があり、科学的実験がこれまでに到達できたよりも小さいスケールです。比較として、1 kgのブラックホールはほぼ 陽子より500億倍小さい。
信じられないほど、これらの2つの例に関与する大衆は、物理学者が小さなブラックホールの可能性を議論するときに実際に考えているものよりもはるかに大きいです。
多くの物理学者は、可能な限り最小の長さ、つまり物理学が現在完全に分解し始め、いわゆるスケールを考えています。 プランクの長さ、これは約1.6 x 10-35メートルです（ただし、この仮定は 懐疑論の健康的な用量）。この半径のブラックホールには、約11マイクログラム（1,100万分の1グラム）の質量があり、これは小さな一粒のテーブル塩のスケールです。理論的には、地球上で作成された微視的なブラックホールは、おそらくこのスケールで質量と半径を持っているか、肉眼で見られるよりもはるかに小さい。
たぶん、そのテクノロジーは遠い将来に存在するかもしれませんが、今のところ、微視的なブラックホールの作成は達成できないようです。
なぜ顕微鏡的なブラックホールが蒸発するのですか？
興味深いことに、 暗い空のボイド、 科学者たちは、エネルギー源が閉鎖されるとすぐに、微視的なブラックホールがどのように無害に蒸発するべきかについて話し続けます。しかし、ブラックホールはその極端な重力ですべてを吸い込み、その過程で大きくて大きくなりませんか？
まあ、実際にはいいえ。顕微鏡的なブラックホールはそうしません。その理由は、有名な物理学者のスティーブン・ホーキングの最も重要な発見の1つであり、名を冠したホーキング放射線の1つにあります。
蒸発にかかる時間 ブラックホールの質量のキューブに比例します。 「野生に」の通常のブラックホールには、非常に大きな塊があり、宇宙の現在よりも完全に蒸発するには時間がかかります。しかし、数字を計算すると、顕微鏡的なブラックホールは、想像できるよりも寿命が短くなります。以前から1 kgのブラックホールは4.65 x 10〜17秒で蒸発し、プランクの長さのブラックホールはさらに速く、6 x 10-41秒です。
繰り返しになりますが、微視的なブラックホールの作成と安定化は、現在の技術をはるかに超えています。しかし、将来のブレークスルーが実際に達成できないように見えるものを可能にするかどうかを誰が知っていますか。そうして初めて、科学に基づいた前提があります 暗い空のボイド 現実になり、微視的なブラックホールは、ここで科学的研究の通常の分野になるかもしれません。
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AIPT Scienceは、AIPTとTheによって共同で提示されています ニューヨーク市の懐疑論者。
#そうではない暗い空のボイドの顕微鏡ブラックホール