探測迷你黑洞記敘文
額外維度和平行宇宙的理論十分誘人，但驗證起來卻非常困難。日前一個理論物理學(xué)家團(tuán)隊提出，可借助大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）制造迷你黑洞來實現(xiàn)這一想法，揭開平行宇宙的秘密。相關(guān)論文發(fā)表在《物理快報B》上。
這篇論文的作者是來自美國佛羅里達(dá)大學(xué)的艾哈邁德·法拉格·阿里、加拿大滑鐵盧大學(xué)的米爾·費查和埃及亞歷山大大學(xué)·M。研究人員稱，證明平行宇宙存在的關(guān)鍵是在一定的能量水平下檢測到迷你黑洞。這不但能夠顯示額外維度的存在，還能支持弦理論及其相關(guān)模型。
阿里稱，通常情況下，當(dāng)人們思考多元宇宙時會認(rèn)為，平行宇宙理論詮釋了量子力學(xué)，發(fā)現(xiàn)其中一個的時候，其他宇宙就會發(fā)生坍縮，因此無法進(jìn)行測試。“這是哲學(xué)而不是科學(xué)，我們所說的是真正的平行宇宙，是在額外維度中存在的真正宇宙。”他說。
論文稱，由于引力能夠流出我們當(dāng)前所在的宇宙進(jìn)入額外維度，這樣的模型可以通過迷你黑洞在LHC中進(jìn)行檢測。因此，借助引力虹理論（一種尚未寫入教科書的新理論）就能檢測并計算出產(chǎn)生迷你黑洞所需的能量。如果在預(yù)測的能量級別上發(fā)現(xiàn)迷你黑洞，就能證明引力虹和額外維度是真實存在的。
眾所周知，LHC已經(jīng)試圖制造出迷你黑洞，但一直未能成功。在論文中研究人員對此進(jìn)行了解釋，他們認(rèn)為這是因為在四個維度中產(chǎn)生黑洞所需的能量遠(yuǎn)大于目前LHC所能達(dá)到的能級。此外，目前實驗中用來預(yù)測黑洞產(chǎn)生所需能量時采用的引力模型是不太準(zhǔn)確的，且并未考慮量子效應(yīng)。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，引力可以被看作是空間和時間的曲率。我們宇宙中的引力能夠以某種方式流入額外維度。科學(xué)家們指出，空間和時間的幾何形態(tài)在普朗克尺度下會發(fā)生畸變。他們已經(jīng)使用引力虹理論，對臨近普朗克尺度時時間和空間的變化進(jìn)行了證明，并預(yù)測在那里會出現(xiàn)迷你黑洞。
利用引力虹理論，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在LHC中產(chǎn)生迷你黑洞所需的能量比先前認(rèn)為的'要多一點點。到目前為止，LHC已經(jīng)對5.3TeV以下的能量做了測試。根據(jù)引力虹理論，這些能量還是稍微低了點。模型預(yù)測要在6維度空間產(chǎn)生黑洞需要9.5TeV的能量，而在10個維度中產(chǎn)生則需要11.9TeV的能量。由于LHC未來設(shè)計達(dá)到的能量級別可達(dá)14TeV，因此通過它制造出一個迷你黑洞還是可能的。
論文稱，如果迷你黑洞是在LHC中發(fā)現(xiàn)的話，那就可以支持多種思路：平行宇宙、額外維度、弦理論和萬有引力彩虹——后兩種理論都是受到量子引力的影響。
阿里說，如果LHC能在預(yù)計的能量等級中探測到迷你黑洞，這不僅會證明額外維度和平行宇宙的存在，也將解決著名的黑洞信息悖論問題。解決這個悖論是可能的，因為，在引力虹模式，迷你黑洞有最小半徑是它所收縮不了的。然而如果沒能在預(yù)測能量水平檢測到黑洞，科學(xué)家將需要對上述進(jìn)行重新的思考。這意味著以下三種可能性中只有一種為真：一、額外額度不存在；二、額外維度存在，但小于預(yù)期；三、引力虹的參數(shù)需要修改。在理論物理學(xué)的世界里，永遠(yuǎn)只有一個解釋，這同樣也適用于這個問題。
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