Война и еще 25 сценариев конца света
Шрифт:
Хотя стандартная модель и не допускает возникновения микроскопических черных дыр в недавно достроенном коллайдере (так как для этого просто не хватит энергии), некоторые расширения этой модели предполагают наличие дополнительных измерений и делают возникновение таких черных дыр возможным со скоростью порядка одной штуки в секунду. С точки зрения современной физики эти микроскопические черные дыры должны немедленно разрушаться Хокинговским излучением – то есть они будут излучать быстрее, чем будут способны притягивать материю.
Правда, с самим Хокинговским излучением есть небольшая проблема: хотя его концепция выглядит теоретически убедительной, у нее нет никаких экспериментальных доказательств. (Поскольку
А что если излучение не сработает?
Предполагается, что даже если микроскопическая черная дыра возникнет в БАК и даже если она не разрушится Хокинговским излучением, она будет настолько малой массы и размеров, что будет намного меньше размеров атома, и ее гравитационное поле тоже будет простираться на расстояния, меньшие размеров ядра атома. Таким образом, такая черная дыра будет очень мало способна к каким-либо реакциям. Она может свободно летать среди вещества, никак с ним не взаимодействуя.
Вместе с тем существует теория, согласно которой в процессе формирования такая микроскопическая черная дыра приобретет электрический заряд или магнитный момент и в силу этого все же начнет гораздо быстрее притягивать к себе электрически заряженные ядра атомов и электроны. По мере роста ее массы ее способность поглощать материю тоже будет расти, и не известно, по какому закону – степенному или экспоненциальному.
Небольшим утешением может быть то, что процесс начального роста микроскопической черной дыры может быть крайне медленным. (Можно, например, предположить, что катастрофа с микроскопической черной дырой уже произошла при работе предыдущих ускорителей (например, RHIC) и мы пока не наблюдаем ее проявлений, так как она пока еще не выросла.)
То есть черная дыра может возникнуть на коллайдере БАК, и никто этого не заметит. Она погрузится в центр Земли, где начнет очень медленно, но с растущей скоростью набирать массу. По некоторым предположениям, это потребует миллионов и миллиардов лет, прежде чем станет заметным – а значит, не угрожает безопасности человечества. Однако, как показано в статье Benjamin Koch, Marcus Bleicher Horst Stb'cker. Exclusion of black hole disaster scenarios at the LHC , в случае, если наша Вселенная имеет одно скрытое измерение, время поглощения Земли составит 27 лет, а если два – то десять тысяч триллионов лет. (Понятно, что только первый сценарий заслуживает внимания.) 27 лет – это, конечно, не те несколько секунд, за которые поглощается Земля на известном видеоролике, выложенном на YouTube.
Отметим, однако, что человечество погибнет гораздо раньше, чем произойдет полное поглощение Земли черной дырой. Поскольку примерно половина массы при поглощении вещества черными дырами переходит в энергию излучения (за счет этого светят квазары), то процесс поглощения планеты будет сопровождаться ее разогревом. То есть вначале, например, из-под земли начнут вырываться потоки раскаленных газов в виде мощнейших вулканических извержений, которые сделают атмосферу непригодной для дыхания.
Итак, микроскопическая черная дыра может быть опасной, только если ряд теоретических предположений окажется истинным. Понятно, что это маловероятно, хотя каким образом применять понятие вероятности к тем или иным свойствам законов Вселенной, не вполне ясно.
Однако это еще не все: кроме теоретического способа обоснования безопасности коллайдера существует еще один – основанный на эмпирических свидетельствах.
Эмпирические «заверения в безопасности» строятся на том факте, что энергии космических
То есть любые эмпирические доказательства безопасности основываются на определенных аналогиях, при том что БАК – сооружение уникальное. Например, говорится о том, что происходящее в коллайдере аналогично тому, что уже триллион триллионов раз происходило на Земле и во Вселенной без каких-либо негативных последствий. Действительно, нет сомнений в том, что случились триллионы столкновений атмосферы Земли с космическими лучами – однако то, что этот процесс ПОЛНОСТЬЮ аналогичен тому, что происходит в коллайдере, это лишь предположение. (Подробно возражения относительно «аналогичности» процессов приводятся в главе «Физические эксперименты», при этом следует подчеркнуть, что наличие возражений само по себе вовсе не означает, что катастрофа с коллайдером неизбежна или что я в ней уверен.)
Нельзя сказать, что сомнения относительно безопасности коллайдера замалчивались – в течение последних лет вышло несколько статей, в которых обосновывается невозможность катастрофы с черными дырами. При этом, однако, общее свойство этих статей состоит в том, что они появились ПОСЛЕ того, как решение о строительстве коллайдера было принято, десятки тысяч физиков были наняты на работу и миллиарды долларов были потрачены. То есть цель этих статей – не исследовать вопрос о том, каковы реальные шансы катастрофы, а успокоить публику и обеспечить продолжение исследований. (Этим данные статьи отличаются, например, от рассекреченного недавно отчета LA-602 о рисках термоядерной детонации атмосферы, который был представлен перед первыми испытаниями атомной бомбы в США в 1945 году Комптоном, цель которого состояла в исследовании вопроса, а не в успокоении публики.)
Другими словами, гораздо честнее было бы использовать в качестве обоснований рисков не публикации 2007–2008 годов, приуроченные к завершению работ по строительству коллайдера, а публикации 1999 года, на основании которых принимались решения о строительстве. Отметим, что наихудшая оценка риска в публикациях 1999 года, как сообщает Э. Кент в статье «Критический обзор оценок рисков глобальных катастроф», была 1 к 5000.
Кстати, вопрос о том, какой риск катастрофы с коллайдером является приемлемым, заслуживает отдельного рассмотрения.
К 2004 году наиболее твердая оценка риска, выведенная из эмпирических астрофизических наблюдений, показывала шансы получить катастрофу 1 к 50 миллионам. Очевидно, что эта оценка была принята в качестве достаточной, так как строительство было продолжено. Однако математическое ожидание числа жертв, то есть произведение числа погибших – 6 миллиардов на вероятность события составляет в данном случае 120 человек. Ни один другой научный проект с таким ожидаемым числом возможных жертв никогда бы не был допущен к реализации. Например, при захоронении радиоактивных отходов в Великобритании допустимым принимается ожидаемое число жертв только в 0,00001 человека в год. Отметим, что здесь учитывается только гибель ныне живущих людей. Однако вымирание человечества означало бы и невозможность рождения всех последующих поколений людей, то есть число неродившихся людей могло бы составлять тысячи триллионов. В этом случае математическое ожидание числа жертв также возросло бы на несколько порядков. Наконец, гибель Земли означала бы и гибель всей информации, накопленной человечеством.