Není to tak dlouho, co se škarohlídi báli, že nejúžasnější vědecký přístroj našeho věku, tedy Velký hadronový srážeč LHC v CERNu, vyrobí černou díru, které pak sežere celou naši planetu. To se očividně nestalo. Na LHC neuvařili černou díru, ale Higgsův boson, sice skvělý, leč o poznání méně dramatický, než gravitační šílenství singularity černé díry. Nakonec se ale, s pozoruhodnou ironií, černé díry na Velký hadronový urychlovač vracejí, nikoliv jako hrozba planetě, ale jako vysněné objekty, po nichž budou početné mezinárodní týmy v CERNu usilovně pátrat. Přesněji řečeno budou opět hledat černé díry, které sice také mají gravitační singularitu, jsou ale, kulantně řečeno, titěrné.


Nedávno o tom napsal do časopisu Physics Letters B egyptský fyzik Ahmed Farag Ali, který se před pár dny na OSLU blýskl s teorií věčného kvantového vesmíru, a jeho dva kolegové. Jsou přesvědčeni, že když lidé kolem LHC najdou černé mikrodíry, tak tím vlastně objeví další prostorové rozměry. Potvrzení existence více prostorových rozměrů by zase podpořilo teorie strun, které mimo jiné počítají s paralelními vesmíry. Stručně řečeno, případný objev takových černých děr na LHC nás nakopne směrem k fantastické nové fyzice.


Ali a spol. podotýkají, že ve svých úvahách nemají na mysli legendární koncept Vysvětlení s mnoha světy (Many-worlds interpretation), podle něhož se každý vesmír v každém kvantově měřitelném okamžiku rozvětví do myriády nových vesmírů, v nichž se odehrávají všechny možné varianty všech dějů, ale které se navzájem vůbec neovlivňují. To podle autorů studie není věda, ale bohapustá filozofie. Ali s kolegy mluví o reálných paralelních vesmírech, které se skrývají uvnitř dalších prostorových dimenzí.


A co s tím má společného Velký hadronový urychlovač? Vlastně se na něm už černé díry hledaly, jak vidno zatím neúspěšně. To zatím mluví ve prospěch existence nám důvěrně známých čtyř rozměrů časoprostoru. Pokud existují jen čtyři rozměry, tak by k vytvoření černé díry na srážeči částic bylo potřeba sehnat 10 na devatenáctou GeV energie. To je dramaticky víc, než kolik zvládne LHC jedoucí na plný plyn, tedy 14 krát 10 na třetí GeV (čili 14 TeV). Překonání takového rozdílu šestnácti řádů je v dnešní době totální science-fiction. Nicméně, pokud existuje vícero prostorových rozměrů, tak bychom k vytvoření černé mikrodíry potřebovali nesrovnatelně méně energie. Velký hadronový urychlovač by to nejspíš zvládl.


Jak to, že zatím nikdo předpokládané černé díry ve Velkém hadronovém urychlovači neviděl? LHC doposud fungovalo na energiích pod 5,3 TeV a očividně to na ně nestačilo, i když by to podle klasických představ o gravitaci v případě existence dalších dimenzí stačit mělo. Jenže Ali a spol. vyznávají koncept gravitační duhy (gravity’s rainbow), která spojuje obecnou relativity a kvantovou mechaniku s tím, že časoprostor je nespojitý a neexistuje pod Planckovu délku a Planckův čas. Když tímhle způsobem přepočítají gravitaci, tak jim vychází, že by se černé dírečky měly tvořit při energiích nejméně 9,5 TeV, jestliže existuje šest rozměrů anebo při energiích nejméně 11,9 TeV, pokud existuje deset rozměrů.


Duha gravitace není žádný mainstream, nýbrž kontroverzní okrajová záležitost. Kdyby se teď ale na Velkém hadronovém urychlovači doopravdy objevily černé mikrodíry, tak se kromě příznivců duhy gravitace zaradují i fanoušci světa s větším počtem dimenzí, teorie strun a paralelních vesmírů. Ani to ale není vše a jako pozoruhodný bonus by se objevilo i řešení sžíravého informačního paradoxu černých děr. Spočívalo by v tom, že v konceptu duhy gravitace existuje pro černé "minidíry" minimální možná velikost, pod kterou se nemohou smrsknout.


Pokud se ani ve vylepšeném LHC žádné takové nenajdou, tak to podle Aliho a spol. může znamenat tři různé věci. Zaprvé, další prostorové rozměry neexistují. Nebo existují, ale jsou menší, než si myslíme. A za třetí, teorie duhy gravitace nefunguje jak by měla, a bude se muset přepracovat. Teď už jenom stačí spustit Velký hadronový srážeč, a časem zjistíme, jak na tom vlastně jsme.





Video:  The LHC: a stronger machine. Kredit: CERN.


Literatura

PhysOrg 18. 3. 2015, Physics Letters B 743: 295–300, Wikipedia (Many-worlds interpretation, Micro black hole).