Черные мини-дыры

Поскольку струнная теория в действительности является теорией
всей Вселенной, то для ее проверки необходимо создать Вселенную
в лаборатории (см. главу 9). Обычно мы ожидаем, что квантовые эф-
фекты гравитации проявятся при энергии Планка, что в квадриллион
раз мощнее, чем самый мощный ускоритель частиц, имеющийся в на-
шем распоряжении, — и, следовательно, проверка струнной теории
прямым путем невозможна. Но если и вправду есть параллельная
вселенная, которая существует на расстоянии меньше миллиметра
от нашей, то энергия, при которой происходит слияние и проявля-
ются квантовые эффекты, может быть довольно низкой, в пределах
досягаемости следующего поколения ускорителей частиц, таких, как
Большой адронный коллайдер. Это предположение, в свою очередь,
вызвало лавину интереса в физике черных дыр. При этом наиболее
интересными оказались «черные мини-дыры». Черные мини-дыры,
которые ведут себя подобно субатомным частицам, являются «ла-
бораторией», в которой можно проверить некоторые из прогнозов
струнной теории. Физиков очень возбуждает возможность создания
таких дыр при помощи Большого адронного коллайдера. (Черные
мини-дыры очень малы, их размеры сравнимы с размерами электро-
на, и можно не опасаться того, что они поглотят Землю. Космические
лучи, бьющие по Земле, — обычное дело. Их энергии намного пре-
восходят черные дыры, тем не менее всякое вредное воздействие на
планету отсутствует.)

В действительности идея черной дыры, скрывающейся за су-
батомной частицей, стара. Впервые ее предложил Эйнштейн в
1935 году. С точки зрения Эйнштейна, должна существовать единая
теория поля, в которой вещество, состоящее из субатомных частиц,
можно было бы рассматривать как некое искривление материи про-
странства-времени. Эйнштейн считал, что субатомные частицы

вроде электрона в действительности являются «изгибами» или
порталами-червоточинами в искривленном пространстве, которые
на расстоянии выглядят как частицы. Эйнштейн и Натан Розен рас-
сматривали идею о том, что электрон может в действительности
выть замаскированной черной мини-дырой. Эйнштейн по-своему
ропытался включить вещество в состав такой единой теории поля,
которая свела бы субатомные частицы к чистой геометрии.

Черные мини-дыры были снова предложены Стивеном Хокингом,
который доказал, что черные дыры должны слабо испарять и ис-
пускать энергию. В течение многих эпох черная дыра испустила бы
акое огромное количество энергии, что постепенно бы сжалась и в
юнце концов превратилась бы в субатомную частицу.
Сегодня струнная теория заново представляет концепцию чер-
ных мини-дыр. Вспомним о том, что черные дыры образуются, когда
большое количество вещества сжимается до радиуса Шварцшильда.
Маcca и энергия могут быть конвертированы друг в друга, а это зна-
чит, что черные дыры можно также создать путем сжатия энергии.
Ученые задаются вопросом о том, сможет ли Большой адронный
коллайдер создать черные мини-дыры среди остатков, образующих-
ся при столкновении двух протонов при энергии в 14 триллионов
электронвольт. Такие черные дыры были бы очень малы и имели бы
массу, возможно, в тысячу раз меньше электрона, а жизнь их измеря-
лась бы периодом лишь в 10~²³ секунды. Но они были бы отчетливо
видны среди следов субатомных частиц, созданных Большим адрон-
ным коллайдером.

Физики также надеются на то, что космические лучи из открытого
космоса могут содержать в себе черные мини-дыры. Техника в обсер-
ватории имени Пьера Оже в Аргентине, предназначенная для изуче-
ния космических лучей, настолько чувствительна, что может уловить
некоторые из самых больших вспышек космических лучей в истории
науки. Ученые возлагают надежды на то, что черные мини-дыры мо-
гут быть обнаружены в естественном виде среди космических лучей,
которые попадают в верхние слои земной атмосферы, порождая тем
рамым широкие атмосферные ливни. Один из подсчетов показывает,
чтo в год детектор космических лучей смог бы уловить до десяти лив-
ней космических лучей, вызванных такой черной мини-дырой.

Обнаружение черной мини-дыры либо при помощи Большого
адронного коллайдера в Швейцарии, либо при помощи детектора
космических лучей в Обсерватории Пьера Оже в Аргентине, воз-
можно, уже в этом десятилетии представило бы веское доказатель-
ство в пользу существования параллельных вселенных. Хотя это до-
казательство не окончательно подтвердило бы правильность струн-
ной теории, оно бы убедило все физическое сообщество в том, что
струнная теория согласуется с экспериментальными результатами и
что ее разработка продвигается в нужном направлении.