Η δημιουργία μιας μαύρης τρύπας σε εργαστήριο είναι πέρα από την τρέχουσα τεχνολογία, αλλά θα μπορούσε να γίνει πραγματικότητα στο μέλλον
Στη λαϊκή φαντασία, οι μαύρες τρύπες είναι αδηφάγα τέρατα που καταβροχθίζουν οτιδήποτε βρίσκεται κοντά τους. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο υπάρχουν σποραδικές ανησυχίες ότι οι φυσικοί μπορεί να δημιουργήσουν κατά λάθος ή και σκόπιμα μια μαύρη τρύπα, ίσως μέσα από τις συγκρούσεις σωματιδίων σε έναν επιταχυντή όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο CERN. Θα κατάπινε την ίδια τη Γη ένα τόσο σκοτεινό μεγαθήριο; Όχι ακριβώς. Κανείς δεν έχει δημιουργήσει ποτέ μαύρη τρύπα στον πλανήτη μας μέχρι τώρα. Αλλά ακόμα κι αν το έκανε, μάλλον δεν θα αποτελούσε τεράστια απειλή.
Οι μαύρες τρύπες του πραγματικού κόσμου είναι τρομακτικές διότι αν τις πλησιάσετε πάρα πολύ, δεν θα μπορέσετε να ξεφύγετε ποτέ από αυτές. Αλλά ακόμα κι αν κάποιος δημιουργούσε μια μαύρη τρύπα σε ένα εργαστήριο στη Γη, «θα είχε τόσο μικρή μάζα, που η βαρυτική της επίδραση θα ήταν σχετικά μικρή», σύμφωνα με τον Eliot Quataert, θεωρητικό αστροφυσικό του Πρίνστον. «Δεν θα καταβρόχθιζε μεγάλη ποσότητα ύλης».
Στην πραγματικότητα, η δημιουργία μιας μαύρης τρύπας σε ένα εργαστήριο είναι ένας στόχος που επιδιώκουν ενεργά οι φυσικοί – ένας στόχος που θα μπορούσε να επιτρέψει στους ερευνητές να απαντήσουν σε πολλά θεμελιώδη ερωτήματα σχετικά με την κβαντική μηχανική και τη φύση της βαρύτητας.
Μια μαύρη τρύπα σχηματίζεται συνήθως όταν πεθαίνει ένα άστρο πολύ μεγαλύτερο από τον ήλιο μας. Προς το τέλος της ζωής του τα εξωτερικά στρώματα ενός τέτοιου άστρου εκρήγνυνται προς τα έξω προκαλώντας ένα θεαματικό σουπερνόβα, ενώ ο πυρήνας του συμπιέζεται προς τα μέσα – προς το κέντρο του – τόσο ισχυρά που καμία γνωστή δύναμη στο σύμπαν δεν μπορεί να το σταματήσει. Έτσι προκύπτει ένα υποατομικό σημείο τεράστιας μάζας και ασύλληπτης πυκνότητας, του οποίου η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή που ακόμη και το φως δεν μπορεί να ξεφύγει από την έλξη του. Αυτού του είδους οι μαύρες τρύπες είναι κάτι το συνηθισμένο στο σύμπαν μας.
Βεβαίως, εφόσον κάτι δεν πλησιάζει πολύ μια μαύρη τρύπα, παραμένει ασφαλές. Μόνο μέσα σε ένα σφαιρικό όριο που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα, γνωστό ως ορίζοντας γεγονότων, ένα άτομο ή ένα αντικείμενο θα έλκονταν αμετάκλητα προς το εσωτερικό της. Οι τεράστιες μαύρες τρύπες έχουν μεγάλο ορίζοντα γεγονότων —με διάμετρο εκατομμυρίων χιλιομέτρων— ενώ οι μικρότερες έχουν ορίζοντες γεγονότων που εκτείνονται μόλις δεκάδες χιλιόμετρα. Αν μπορούσαμε να δημιουργήσουμε μια μαύρη τρύπα σε ένα εργαστήριο που θα ζύγιζε μόνο μισό κιλό, θα είχε έναν ορίζοντα γεγονότων ένα τρισεκατομμύριο φορές μικρότερο από το εύρος του πρωτονίου.
διαβάστε σχετικά: Γιατί οι επιταχυντές μπορούν να δημιουργήσουν μαύρες τρύπες
Οι φόβοι για τη δημιουργία μιας μαύρης τρύπας από τον LHC προήλθαν από το γεγονός ότι στην ειδική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, η μάζα (m) και η ενέργεια (Ε) είναι ισοδύναμα – εξού και η πασίγνωστη εξίσωση E = mc2, όπου c η ταχύτητα του φωτός. Επειδή σε έναν υπερεπιταχυντή συγκρούονται πρωτόνια με απίστευτες ταχύτητες (κοντά στην ταχύτητα του φωτός) και ενέργειες, όλα τα είδη περίεργων και εξωτικών σωματιδίων μπορούν να εμφανιστούν, συμπεριλαμβανομένης πιθανώς και μιας μαύρης τρύπας. Αλλά η δημιουργία μιας μαύρης τρύπας με έστω και μικροσκοπικό ορίζοντα γεγονότων θα απαιτούσε δισεκατομμύρια φορές περισσότερη ενέργεια από αυτή που μπορεί να παράξει σήμερα ο LHC. Ακόμα κι αν μπορούσε να δημιουργήσει μια τέτοια μαύρη τρύπα, αυτό το αντικείμενο θα έχανε γρήγορα ενέργεια και θα εξαφανιζόταν εν ριπή οφθαλμού.
Πριν από την λειτουργία του LHC, το 2008, ορισμένοι ερευνητές είχαν υποθέσει ότι, αν o χωροχρόνος είχε επιπλέον διαστάσεις όπως υποθέτει η θεωρία των χορδών – μια θεωρία που επιχειρεί να συγχωνεύσει την κβαντική φυσική με την βαρύτητα σε μια ενιαία θεωρία – θα μπορούσε να εμφανιστεί μια μαύρη τρύπα. Αυτό συμβαίνει επειδή στο τετραδιάστατο σύμπαν μας (με τρεις διαστάσεις του χώρου και μία του χρόνου), η βαρύτητα είναι πολύ ασθενής για να σφυρηλατήσει την ύλη προς μια μαύρη τρύπα. Όμως, αν υπάρχουν κι άλλες διαστάσεις, η βαρύτητα μπορεί να μην είναι τόσο ασθενής όπως μας φαίνεται, αφού μέρος της ισχύος της θα μπορούσε να διαφεύγει προς τις άλλες διαστάσεις. Σε ένα τέτοιο σύμπαν, είναι πολύ πιθανό μια μαύρη τρύπα να εμφανιστεί μέσα σε έναν επιταχυντή, αποκαλύπτοντας έτσι τις άγνωστες πτυχές της βαρύτητας. Αυτή η ανακάλυψη θα ήταν «η πιο περίεργη και εντυπωσιακή νέα φυσική που θα μπορούσαμε να δούμε στον LHC», λέει ο Juan Maldacena, θεωρητικός φυσικός στο Πρίνστον.
Η ιδέα δημιουργία μαύρης τρύπας στον LHC διαδόθηκε από τα μέσα ενημέρωσης, προκαλώντας πάταγο. Μάλιστα ένας Γερμανός χημικός μάλιστα κατέθεσε μήνυση κατά του CERN στο Ευρωπαϊκό Δικαστήριο Ανθρωπίνων Δικαιωμάτων. Μια ειδική επιτροπή φυσικών είχε ήδη αρχίσει να εξετάζει το θέμα το 2003, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι δεδομένου τα σωματίδια από το διάστημα προσπίπτουν στην ατμόσφαιρα της Γης με ενέργειες πολύ μεγαλύτερες από εκείνες του LHC χωρίς να δημιουργούν μαύρες τρύπες, η πιθανότητα δημιουργίας μαύρης τρύπας στο CERN φαινόταν απίθανη. Η έκθεση της επιτροπής αναθεωρήθηκε και επανεκδόθηκε το 2008 με περισσότερες πληροφορίες για να κατευνάσει τους φόβους του κοινού.
Μέχρι σήμερα, δεν έχουν παρατηρηθεί μαύρες τρύπες στον LHC. Κρίμα, γιατί θα επιβεβαίωναν τις προβλέψεις της θεωρίας χορδών, κάτι που «θα ήταν πολύ ωραίο», λέει ο Maldacena, «…αλλά δυστυχώς δεν συνέβη».
Κι αν είμαστε πολύ πίσω όσον αφορά την κατασκευή μιας μαύρης τρύπας στο εργαστήριο, σύμφωνα με κάποιους ερευνητές δεν ισχύει το ίδιο όσον αφορά την κατασκευή … σκουληκότρυπας σε κβαντικό υπολογιστή.
