Мир из дыр: Черные частицы

Но для начала нам потребуется немного теории. Черные дыры вовсе необязательно представляют собой гигантские «космические пылесосы», поглощающие все подряд. Они могут быть и миниатюрных размеров, и совершенно крошечных, главное — чтобы в этой области пространства (какой бы обширной или маленькой она ни была) гравитация была так сильна, что ни материя, ни излучение не могли ее покинуть. Мы, кстати, рассматривали гипотетический случай того, что случится с нашей планетой, если в нее врежется не звездная, а миниатюрная черная дыра — читайте об этом: «Дырокол».

Черные дыры могут быть и совсем маленькими — как говорят физики, «планковскими», с минимально возможной массой (10−8 кг) и размерами (10−35 м). По расчетам, плотность такой дыры — максимально возможная для вещества и достигает 1094 кг/м3.

Теперь придется вернуться к гравитации. По современным представлениям, эта сила, столь мощно проявляющая себя на огромных расстояниях и с огромными массами звезд, галактик и звездных скоплений, на уровне элементарных частиц проявляет себя намного слабее, чем остальные три фундаментальные взаимодействия, и ее можно просто игнорировать.

И, кстати, наоборот: другими взаимодействиями можно пренебречь, когда мы говорим о крупномасштабной структуре Вселенной; здесь царит гравитация. В этом, можно сказать, состоит одна из главнейших проблем современной физики: не получается создать единый аппарат, теорию, способную одинаково эффективно «работать» на уровне и элементарных частиц, и целых галактик.

Однако, по мнению некоторых физиков, на самом крохотном из допустимых в нашем мироздании масштабов — на уровне планковских величин, мельче которого ничего не может быть — гравитация снова вступает в свои права. Здесь царит Теория Суперструн, согласно которой Вселенная имеет не четыре, а куда больше измерений, просто высшие (кроме 3-х пространственных и 1-го временнОго) «свернуты» в образования размерами как раз порядка планковских. (Подробнее об этой удивительной версии мироздания можно прочесть в статье «Струнный концерт для Вселенной».) И как раз в этих высших измерениях гравитация не теряет своей «силы», как это происходит в четырех измерениях, привычных нам. Это допущение и делает возможным следующий шаг, который совершили Чен и Койн.

Они задались вопросом: какими свойствами будут обладать черные дыры таких размеров? И показали, что свойства этих планковских черных дыр (ПЧД) оказываются весьма разнообразными — и намного более интересными, чем можно было ожидать. На этом уровне мироздание выступает «квантованным», оно не непрерывно, и объекты получают и отдают энергию порциями — квантами — так что и ПЧД могут находиться лишь на определенных энергетических уровнях, соответствующих разным «порциям энергии».

Более того, по расчетам Чена и Койна, ПЧД должны быть весьма распространенными, настолько, что они делают и предположение: «Все элементарные частицы могут представлять собой различные виды стабильных черных дыр».

Не стоит обольщаться и строить на этом высказывании слишком амбициозные планы и выводы. Предположение Чена и Койна нуждается в самой серьезной проверке — как теоретической, так и экспериментальной, с чем, возможно, поможет тот самый Большой Адронный Коллайдер, о котором так много было разговоров в прошлом году. Тогда «TechInsider» не осталась в стороне и самым подробным образом рассказала, как он устроен, для чего нужен, кто и сколько за него платит — и какие песни о нем поют. Читайте: «Пока не случился БАК».

По публикации Physics Arxiv