Kad god pomaknemo granice znanja, postoje rizici i šanse za nagrade. Postoje mnogi rizici: ne pronaći ništa novo, provesti neuspjeli ili neradni eksperiment, uzrokujući uništenje ako stvari pođu po zlu. Ali nagrade mogu biti ogromne: novo znanje, nove tehnologije i otkrića za cijelu ljudsku znanost.
Jedno od mjesta koje sve ovo oličuje je Veliki hadronski sudarač (LHC) u CERN-u, gdje smo započeli sudarati protone pri najvišim energijama ikad postignutim u akceleratoru čestica. Prije nekoliko godina srušili smo stari rekord - 2 TeV (teraelektronvolt, ili 1012 eV), koji je postavio Laboratorij Fermi - ubrzavanjem čestica do 3,5 TeV i njihovim međusobnim sudarima, dostigavši 7 TeV ukupne energije. Ovo otkriće ne samo da nam je omogućilo ne samo stvaranje ogromnog broja neuhvatljivih temeljnih čestica (gornji kvark, W i Z bozoni), već i otkrivanje potpuno nove temeljne čestice, posljednje od neotkrivenih čestica Standardnog modela: Higgsovog bozona.
Ažurirani LHC omogućuje nam dobivanje oko 13-14 TeV ukupne energije. Ako imamo sreće, impresivan broj sudara pri tim energijama, u kombinaciji s nevjerojatnim detektorima, omogućit će nam stvaranje i otkrivanje nikad viđenih čestica u ovom laboratoriju. I, naravno, ovo otvara čitav opseg nevjerojatnim (i potpuno neugodnim) izjavama, kao što su:
"Znanstvenici Velikog hadronskog sudarača nadaju se da će uskoro biti u kontaktu s PARALELNIM SVEMIROM."
"Veliki hadronski sudarač izaziva teoriju velikog praska."
"Igre sa Svemirom mogu nas uništiti: crne rupe stvorene u LHC-u će nas progutati."
Promotivni video:
A ako su prva dva potpuno gluposti, pogrešno prenesene znanstvene informacije, treća izjava sije strah među stanovništvom, podižući svoju ružnu glavu svaki put kad LHC počne raditi.
Gdje ova glupost ima noge? Hajde da vidimo.
Postoji niz teorija koje predviđaju postojanje dodatnih dimenzija. Ne samo tri prostorne i jedna vremenska, koja su, kao što znamo, svojstvena našem četverodimenzionalnom prostor-vremenu, već i barem još jedna prostorna dimenzija u našem Svemiru. I dok ne možemo pristupiti tim dimenzijama u energijama koje su nam dostupne, vjeruje se da na ljestvicama koje su manje od onih s kojima smo imali posla - i odgovaraju višim energijama - te dodatne dimenzije postoje.
A ako ove dodatne dimenzije postoje, postoji i teoretska mogućnost da bi se mogle stvoriti sićušne, minijaturne, mikroskopske crne rupe!
Da smo to učinili, postigli bismo nevjerojatan tehnološki i znanstveni podvig koji bi zauvijek promijenio način razmišljanja o svemiru. Ali kad kažete "crna rupa", ljudi odmah (i ne uzalud) zamisle katastrofalnu sliku nečega što usisava bilo koju materiju, proždire protone, neutrone, elektrone našeg svijeta i uništava sve i svakoga.
Ali to je nemoguće iz tri razloga. Shvatimo to.
1. Ako ove minijaturne crne rupe postoje, one udaraju o Zemlju milijardama godina, a Zemlja se i dalje vrti
Naravno, nikada prije nismo stvorili čestice s ovom energijom u laboratorijskim uvjetima. Ali na najvišim razinama energije - energijama više od sto milijuna puta (100 000 000) višim od onih s kojima radimo na LHC-u - čestice se neprestano sudaraju sa Zemljom: to su kozmičke zrake koje nas bombardiraju iz svih kozmičkih pravaca.
Te bi crne rupe, da postoje, bombardirale Zemlju (i sve planete) kroz povijest našeg Sunčevog sustava, kao i Sunce, i ništa ne upućuje na to da je neko tijelo u Sunčevom sustavu postalo crno rupa ili ju je pojela.
I ovdje se možete svađati, kažu, ti se predmeti prebrzo kreću i stoga jednostavno lete Zemljom, jedući premalo materije da bi ostali unutra i odleteli u međugalaktički prostor. U ovom slučaju, drugi bi vas razlog trebao smiriti.
2. Ako doista stvorite minijaturnu crnu rupu, ona će propasti zbog Hawkingova zračenja i to vrlo, vrlo brzo
Ako postoje dodatne dimenzije, može se pretpostaviti da mogu biti određenog tipa, što omogućuje (opet, rijetko, ali prikladno) mikroskopske crne rupe. Takva crna rupa imat će, u najboljem slučaju, masu ekvivalentnu energiji sudara protona i protona, do 13-14 TeV. Prema formuli E = mc2, to odgovara masi od 5 x 10-20 grama, i, najvjerojatnije, čak i manje.
Ali čak i ako imate dodatne dimenzije odgovarajuće skale i tipa i napravite ovu crnu rupu, problem ostaje: ona će biti nestabilna. Zahvaljujući zakonima kvantne mehanike, ova će se crna rupa raspasti u procesu Hawkingova zračenja. Za crnu rupu mase 5 x 10-20 grama, vrijeme raspadanja u tri dimenzije bit će oko 10-83 sekunde, teško je to uopće nazvati postojanjem. Da bi fizika imala smisla, potrebno je najmanje 10-43 sekunde ili duže. Prevedena u masu crne rupe, ona mora težiti najmanje 0,00002 grama da bi imala šanse za postojanje.
Međutim, u četiri dimenzije, posebno ako je jedan "dodatak" velik, vrijeme raspadanja bit će 10-23 sekunde. No da biste osujetili očekivano propadanje ove minijaturne crne rupe, morate baciti poznate zakone fizike. A ti su zakoni toliko dobro utvrđeni da ne postoji niti najmanja vjerojatnost da će se pobiti - to je poput buđenja ujutro i gledanja izlaska sunca na zapadu.
Ali recimo da postoje novi zakoni fizike koje još ne znamo, a ove crne rupe odjednom postaju stabilne. Napravite crnu rupu - sićušnu - u središtu Zemlje i ona se neće raspasti. Hoće li progutati Zemlju? A ako da, koliko brzo? To nas dovodi do trećeg i posljednjeg stanja, i ne zaboravite: već smo dva puta odbacili poznate zakone fizike kako bismo omogućili ovu besmislicu.
3. Možete izračunati koliko brzo crna rupa upija materiju, a nećete se ni približiti životnom vijeku našeg planeta
Navikli smo misliti da crne rupe "usisavaju" materiju, ali u istini s njom mogu djelovati samo gravitacijski. S masom od 5 x 10-20 grama, ta će gravitacijska sila biti izuzetno mala: sve što može jest prolaziti kroz središte Zemlje iznova i iznova, čekajući sudar s elementarnom česticom. Budući da je presjek naše crne rupe vrlo malen, a presjek protona (ili neutrona) vrlo velik, može se pretpostaviti - da se sačuva argument - da će svaki put kada se crna rupa sudari apsorbirati proton ili neutron.
Pod pretpostavkom da apsorbira svaki proton, neutron ili elektron s kojima dolazi u kontakt - i uzimajući u obzir njegovu gravitaciju da bi utvrdio što privlači - apsorbirat će oko 66.000 protona i neutrona u sekundi. Naravno, 66 000 protona i neutrona male su stvari u pogledu mase: 1,1 x 10-25 grama. Ta će stopa rasta biti stalna sve dok crna rupa ne postane prilično velika; samo pri masi od milijardu metričkih tona crna rupa će rasti brže kako joj se presjek povećava. Hvatajući 66 000 nukleona u sekundi, koliko mislite da će trebati crnoj rupi da se dobije kilogram? Tri bilijuna godina. Za to vrijeme Sunce će se ugasiti - čak ni Svemir ne postoji toliko puno.
Pa čak i ako napravite crnu rupu, pa čak i ako su zakoni fizike pogrešni, a crna rupa će živjeti vječno, bit će bezopasna. Bez obzira na to koliko zakona fizike odbacimo, revidiramo ili promijenimo, Zemlja će i dalje biti u redu.
Zato se ne boj. Pokušavamo istraživati svijet na potpuno siguran način. Svaka zabrinutost može se riješiti - samo se obratite znanstvenicima i pitajte. Ni oni nisu ludi.
ILYA KHEL
