Simulace události s vytvořením kvantové černé díry na LHC. Kredit: CERN.

Zdá se to jako věčnost. Ale ve skutečnosti se někteří lidé ještě poměrně nedávno obávali, že Velký hadronový srážeč LHC, který prohání částice v evropském CERNu, by mohl zničit svět tím, že vyrobí nenasytnou černou díru.

Realita je samozřejmě ještě mnohem horší. Fyzici v CERNu ve skutečnosti velmi touží po tom, aby nejvýkonnější urychlovač částic světa nějaké černé díry vyrobil. V tomto případě jde ovšem o úplně směšně malé kvantové černé díry, které by nesnědly ani smítko, natož celou planetu. Jejich objevení na LHC by ale mohlo potvrdit existenci dalších prostorových dimenzí, tak jak je předpovídají strunové teorie. To by zase významně posunulo naše chápání stále velmi záhadné gravitace.

Douglas M. Gingrich. Kredit: University of Alberta.

Fyzika, jak známe, rozlišuje čtyři základní síly. Elektromagnetismus, slabou sílu, silnou sílu a gravitaci. Všechny se navzájem dost liší. Ale gravitace, to je vážně extrém. Už jenom vyjádřit, kolikrát či o kolik řádů je gravitace slabší než ostatní uvedené síly, dá dost práce. Stručně řečeno, gravitace je naprosto směšná, i když se samozřejmě podílí na tvorbě a existenci těch nejohromnějších objektů ve vesmíru. Nemluvě o tom, že stále neznáme částici, která by gravitaci zprostředkovávala. Graviton je, slušně řečeno, stále teoretický.

Jedním z možných vysvětlení nehorázně slaboučké gravitace je, že existují další prostorové dimenze. Náš vesmír by mohl existovat jako dílčí součást mnohovesmíru. V takovém případě by gravitace ve skutečnosti mohla být naopak velice silná. Od zbývajících fyzikálních sil by se ale lišila v tom, že by volně procházela skrze další dimenze. Tím by se její síla zdánlivě „rozředila“ a nám proto přijde směšná.

Pokud by tato, v současnosti dost kontroverzní představa, byla správná, tak by to, mimo jiné, mělo významné důsledky pro tvorbu černých děr na urychlovači částic. Jestliže platí konvenční fyzika, tak bychom k tomu potřebovali urychlovač řekněme galaktické velikosti. Když by ale gravitace byla ve skutečnosti mnohem silnější, než se nám teď zdá, tak by černé díry nejspíš mohl vyrobit i starý dobrý LHC v CERNu.

Brennan Undseth. Kredit: Qu-Tech.

Dokonce nejen mohl, ale v takovém případě je nejspíš vyrábí prakticky neustále, pokud je v chodu. Právě takové černé mikrodíry chtějí fyzici v CERNu objevit. Bát se jich nemusíme. Pokud existují, tak se během absurdně krátkého okamžiku vypaří jako sprška částic, aniž by cokoliv sežraly, natož celou Zemi. Navíc, naše planeta očividně stále existuje, i když je to někdy k neuvěření. Vědci ale zatím měli smůlu.

Kanadští fyzici Douglas Gingrich a Brennan Undseth z University of Alberta ve své studii, která vyjde v časopisu Physical Review, upozorňují na to, že naše dosavadní výpočty kolem kvantových černých děr na LHC byly nejspíš nepřesné. Spočítali to detailněji a tvrdí, že pokud LHC skutečně vyrábí kvantové černé díry, tak jich je méně, než jsme si doposud mysleli.

Jejich výsledky říkají, že věc dalších prostorových dimenzí ještě není úplně ztracená. Tahle teorie v podstatě dostávala jednu ránu za druhou, takže takové zprávy potřebuje jako sůl. Podle Gingrich a Undsetha vlastně jen budeme muset monitorovat LHC delší dobu, abychom mohli vyvrátit nebo případně potvrdit vznik nepatrných černých děr na této ultimátní mašině lidstva. Pak bude jasnější, jak je to vlastně s tou zapeklitou gravitací.

Literatura

Live Science 4. 12. 2020.

arXiv 27. 10. 2020.