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(lái)卻非常困難。日前一個(gè)理論物理學(xué)家團隊提出，可借助大型強子對撞機（LHC）制造迷你黑洞來(lái)實(shí)現這一想法，揭開(kāi)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(lái)自美國佛羅里達大學(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(chēng)，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(chēng)，通常情況下，當人們思考多元宇宙時(shí)會(huì )認為，平行宇宙理論詮釋了量子力學(xué)，發(fā)現其中一個(gè)的時(shí)候，其他宇宙就會(huì )發(fā)生坍縮，因此無(wú)法進(jìn)行測試�！斑@是哲學(xué)而不是科學(xué)，我們所說(shuō)的是真正的平行宇宙，是在額外維度中存在的真正宇宙�！彼f(shuō)。
論文稱(chēng)，由于引力能夠流出我們當前所在的宇宙進(jìn)入額外維度，這樣的模型可以通過(guò)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(xiě)入教科書(shū)的新理論）就能檢測并計算出產(chǎn)生迷你黑洞所需的能量。如果在預測的能量級別上發(fā)現迷你黑洞，就能證明引力虹和額外維度是真實(shí)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?zhuān)麄冋J為這是因為在四個(gè)維度中產(chǎn)生黑洞所需的能量遠大于目前LHC所能達到的能級。此外，目前實(shí)驗中用來(lái)預測黑洞產(chǎn)生所需能量時(shí)采用的引力模型是不太準確的，且并未考慮量子效應。根據愛(ài)因斯坦的廣義相對論，引力可以被看作是空間和時(shí)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�？茖W(xué)家們指出，空間和時(shí)間的幾何形態(tài)在普朗克尺度下會(huì )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(shí)時(shí)間和空間的變化進(jìn)行了證明，并預測在那里會(huì )出現迷你黑洞。
利用引力虹理論，科學(xué)家們發(fā)現，在LHC中產(chǎn)生迷你黑洞所需的能量比先前認為的'要多一點(diǎn)點(diǎn)。到目前為止，LHC已經(jīng)對5.3TeV以下的能量做了測試。根據引力虹理論，這些能量還是稍微低了點(diǎn)。模型預測要在6維度空間產(chǎn)生黑洞需要9.5TeV的能量，而在10個(gè)維度中產(chǎn)生則需要11.9TeV的能量。由于LHC未來(lái)設計達到的能量級別可達14TeV，因此通過(guò)它制造出一個(gè)迷你黑洞還是可能的。
論文稱(chēng)，如果迷你黑洞是在LHC中發(fā)現的話(huà)，那就可以支持多種思路：平行宇宙、額外維度、弦理論和萬(wàn)有引力彩虹——后兩種理論都是受到量子引力的影響。
阿里說(shuō)，如果LHC能在預計的能量等級中探測到迷你黑洞，這不僅會(huì )證明額外維度和平行宇宙的存在，也將解決著(zhù)名的黑洞信息悖論問(wèn)題。解決這個(gè)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(méi)能在預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(zhù)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，但小于預期；三、引力虹的參數需要修改。在理論物理學(xué)的世界里，永遠只有一個(gè)解釋?zhuān)@同樣也適用于這個(gè)問(wèn)題。
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