宇宙最大的粒子加速器,就是黑洞,科學家正研究如何利用黑洞

2021-01-13 劉同學的科學戰記

黑洞是純重力的強大引擎,能夠以極高的力拉物體,使其無法逃脫。

當這些物體接近事件視線時,它們會加速到令人難以置信的速度。現在,一些物理學家建議利用黑洞的引力來創建粒子加速器。

假設粒子開始掉入黑洞。當它靠近黑洞時,它會加速,就像球從山上滾下來時會加速。實際上,它比滾下山坡地球要糟得多,因為黑洞的引力非常大,以至於粒子落入的速度比光速還快。

如果兩個粒子接近一個黑洞,它們每個都會獲得巨大的能量提升。我們目前的粒子對撞機能將離子加速到光速的99%以上,但是這需要大量的工作(對於世界上最大的原子大型強子對撞機來說,需要近17英裡的環形超導通道,或27公裡長)。黑洞僅僅通過存在就產生了這種瘋狂的加速。

先前的研究發現,粒子能夠與任意高能量一起加速,這一切都取決於它們可以在多大程度上接近事件視界(以及它們與光速的接近程度)。

例如rimshot粒子加速器在旋轉黑洞方面效果更好。由於它們的極端自旋,這些類型的黑洞可以繞事件視界旋轉時空,從而允許更多的粒子在飛向無窮遠之前到達事件視界附近。

但是,這些是理論上的黑洞,是可以以給定速度旋轉的可能的最小質量。在現實生活中,科學家認為幾乎所有(即使不是絕對)黑洞都比其嚴格需要的質量大得多。

這意味著直到現在,物理學家還不確定黑洞是否可以充當粒子對撞機。

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