하나 또는 두 개의 원자로 블랙홀을 만들 수 있습니까?

그래서 나는 뭔가를보고 있었다

지구를 땅콩 크기로 압축하면 블랙홀이 생깁니다.

에베레스트 산을 몇 나노 미터로 압축했다면; 우리는 블랙홀을 얻을 것입니다.

하나 또는 두 개의 원자로 블랙홀을 만들 수 있습니까? 그렇다면 더 커져서 보통 크기의 블랙홀로 변합니까?

black-hole

— 브래들리
소스

비슷한 질문이 있습니다 : astronomy.stackexchange.com/questions/12466/… 몇 원자의 질량에서 양자 중력 문제가 발생하여 해결되지 않습니다.

— userLTK

이것은 의미가없고 빈약 한 질문입니다. 원자의 역학은 양자 역학에 의해 설명되는 반면, 블랙홀은 고전적인 (비 양자) 이론 의 예측입니다 .

— Walter

@Walter 우리가 질문에 대답하는 데 필요한 이론을 개발하지 않았다고해서 그 질문을 "의미없는"또는 "가난한"것으로 만들지는 않습니다. 실제로, 이론에서 이루어진 모든 진보는 누군가가 당시의 이론이 대답 할 수없는 질문을했기 때문에 이루어졌다.

— David Richerby

@DavidRicherby 나는 정중하게 동의하지 않습니다. 이 질문에 대한 정답 ( "예 및 아니요":-) 제외)은 잘 구성된 질문이 아니라는 것입니다.

— Carl Witthoft

@CarlWitthoft 잘 구성된 질문이 아니라고 말하는 것이 좋습니다. 저의 반대는 양자 중력 이론이 없기 때문에 의미가없고 가난하다는 것입니다.

— David Richerby

답변:

예와 아니오라는 두 가지 답변이 있습니다.

예 마다 질량 M에 의해 주어진 실트 반경 때문에 G는 (중력 상수 (약 c는 빛 (000, 000 내지 300의 속도 ) 일 (예) 만약 원자 이러한 작업을 수행 탄소의 원자의 실트 반경이 블랙홀하게 압축의 질량 갖는 경우... 이므로 슈바르츠 실트 반경은 $\frac{2GM}{c^2}$ $6.7\times10^{-11}$ $\mathrm{m/s}$ $2\times10^{-26}\mathrm{kg}$

\frac{2 \times (6.7 \times 10^{- 11}) \times (2 \times 10^{- 26})}{300000 000^{2}} \approx 3 \times 10^{- 53} m e t r e s

$\frac{2\times (6.7\times10^{-11})\times (2\times10^{-26})}{300 000 000^2}\approx 3\times10^{-53}\ \mathrm{metres}$

따라서 원자를이 크기로 압축 할 수있는 방법 이 없기 때문에 실제 답은 없습니다 . 여기서 중요한 것은이 크기가 너무 작아서이 작은 물체는 작은 공처럼 행동하지 않고 양자 역학적 물체처럼 행동한다는 사실입니다. 그러나 블랙홀은 일반 상대성 이론으로 모델링 된 중력 객체이며 상대성 이론과 양자 역학은 잘 작동하지 않습니다. 다시 말해, 우리는 원자 질량 블랙홀이 어떻게 작용할 것인지를 설명하기위한 과학적 모델이 없습니다.

스티븐 호킹 (Stephen Hawking)은 작은 블랙홀이 불안정하여 원자 질량 블랙홀이 매우 불안정하여 매우 짧은 시간 안에 증발한다는 것을 보여 주었다.

— 제임스 K
소스

여기에 적용되는 전 이적 속성이 있습니까? "정상적인"블랙홀에서 모든 원자가 슈바르츠 실트 반경에 닿을 정도로 압축되지 않습니까?

— David는 Reinstate Monica가

실제로 Stephen Hawking은 작은 블랙홀이 불안정하고 증발 하는 메커니즘 을 제안 하지 않았 습니까? 이 메커니즘이 이론과 일치한다는 것을 증명할 수는 있지만 그것이 실제로 일어난다는 것을 증명하지는 않습니다.

— David Richerby

@DavidRicherby 네, 그리고 아인슈타인은 대중이 서로에게 끌리는 메커니즘을 제안했습니다. 모든 이론입니다. 아무도 블랙홀을 직접 관찰하지 않았습니다. 그러나 블랙홀과 호킹 방사선은 일반적으로 허용됩니다.

— James K

10^{- 18}

$10^{-18}$

나는 대답이 아니오 라고 생각한다 .

우리가이 원자들을 시도하고 압축하면, 결국 핵융합이 일어나도록 핵을 닫습니다. 융합은 우리가 하나의 핵을 형성했음을 의미합니다.

이 단계는 피할 수 없습니다.

따라서 여러분의 두 원자 질문은 이제 단일 핵이 블랙홀을 형성 할 수 있는지 여부로 줄어 듭니다 . .

핵은 일종의 복잡한 쿼크-글루온 혼합이며, 더 많이 압축하면 기본적으로 물리적으로 모델링되지 않은 매우 조밀 한 버전으로 끝납니다.

기존의 일반 상대성 이론이 우리가 양자 이론을 적용 할 수 있다고 생각하는 것보다 실제로 작은 것에는 적용 할 수 없을 것입니다. 그리고 그 시점의 에너지 밀도는 너무 높아서 현재의 이론은 더 이상 의미가 없습니다. 이것을하기 위해서는 양자 중력 이론이 필요하며, 잘 작동하는 이론이 없습니다. 실제로 우리는 양자 중력 이론이 우리가 그렇게 작고 높은 에너지 규모로 갈 수 있는지조차 확신하지 못합니다.

우리는 미지의 바다에 있습니다.

왜 "아니오"입니까?

음, 핵의 압축을 강제하기 위해서는 불확실성 원리의 결과로 인해 가능한 작은 영역의 공간에 에너지를 가해 야합니다. 간단히 말해서, 어떤 시점을 넘어서서 우리는 핵의 위치와 이동 속도를 동시에 말할 수 없었습니다. 더 작은 지역으로 제한하는 것은 불가능합니다. 이것은 Schwarzschild 반지름에 도달하기 오래 전에 Planck 길이 입니다.

@ James-K의 답변에서 볼 수 있듯이 Schwarzschild 반경은 약 ^10-53m 이지만 플랑크 길이는 약 ^10-35m 에서 18 배 더 큽니다 .

그래서 우리는 핵을 블랙홀 크기에 도달 할 정도로 작은 공간으로 현실적으로 제한하고 압축 할 수 없었습니다.

이제 우리는 새로운 이론이 우리가 그 문제를 해결할 수있는 허점을 제공 할 것이라는 일반적인 포괄 진술을 할 수 있지만, 새로운 이론이 우리가 이미 알고있는 것의 대부분을 그 한계에서 재현 할 것으로 기대하는 것처럼 보이지는 않습니다. 불확실성 원리를 "진행"하는 것은 상상하기 어렵 기 때문에 그 방법을 찾지 못했습니다.

입증되지 않은 가능성이 있습니다.

중력의 양자 이론 작품은 그 수도 (반복 힘 또는 하지 않을 수 있습니다 ) 그 규모는 문자를 변경하고 우리가 현재와 같은 대량의 에너지 범위에 대한 기대했던 것보다 더 큰 크기의 이벤트 지평을 형성 할 수 있습니다에서 중력을 찾을 수 있습니다.

그러나 우리는 그 아이디어를 뒷받침 할 증거가 없으며, "아니오"를 "아마도 예"로 바꾸지 않고 단순히 어떤 거친 아이디어를위한 공간을 허용 할 것입니다. 그것은 공상 과학이 아니라 공상 과학입니다.

— 스티븐
소스

MathJax는 그런 단위를 보여주지 않습니다… m변수로 포맷되었습니다.

— JDługosz

위의 답변에 약간의 추가 (Planck 길이 답변이 마음에 듭니다). 이론적으로 CERN에서 매우 작은 블랙홀을 만드는 것이 가능할 것으로 생각되었지만 이론 상으로는 추가적인 치수 가 필요했습니다 . 블랙홀이 관찰되지 않았기 때문에, 여분의 치수 (매우 작은 규모의) 이론이 타격을 받았습니다.

이러한 블랙홀을 만들 수 있어도 매우 빨리 증발 할 것으로 예상됩니다. (십억 억 억초), 그러나 그 부패율조차도 눈에 띄어 야합니다. 아무도 눈치 채지 못했습니다.

CERN이 두 개의 양성자를 함께 정말 빨리 if는지, 이론적으로 블랙홀을 만들면 가능하다고 주장하는 것도 가치가 있습니다. . . 이 이론적 인 블랙홀은 실제로 두 개의 양성자로 구성됩니까, 아니면 두 개의 양성자와 14 TeV + 운동 에너지로 구성됩니까? 그런 블랙홀은 실제로 원자 자체가 아닌 운동 에너지로 만들어 졌다고 말하는 것이 더 정확하다고 생각합니다.

어떤 사람들은 슈뢰딩거의 고양이에 쪼개진 머리카락을 부를 수도 있지만 중요한 점이라고 생각합니다. 근시 속도 충돌의 막대한 운동 에너지는 단지 마이크로 블랙홀을 생성 할 수 있으며,이 경우 원자가 아닌 주요 성분이라고하는 운동 에너지입니다.

— userLTK
소스

그것을 보는 흥미로운 방법.

— StephenG

여분의 차원을 가진 이론의 아이디어 는 매우 작은 여분의 (4, 5 등) 공간 크기가 있으며 결과적으로 중력은 이러한 여분의 차원보다 작은 스케일에서 훨씬 더 강하다는 것입니다. 이는 LHC와 같은 충돌체에서 접근 할 수있는 에너지로 Planck (에너지) 규모를 줄입니다.

— Andre Holzner