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1700952186 所以,唯一的危险来自不载荷且能迅速长大的黑洞。在这种情况下,地球的引力(唯一能让它们慢下来的力)不会有效地阻止它们。这样的黑洞会穿过地球,但我们不能用地球的存在性来论证它任何的潜在危险。
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1700952188 然而,吉丁斯与曼加诺排除了即使在这种情况下的危险性,因为大密度天体(即中子星与白矮星)的引力,能足够强到在黑洞逃逸之前阻止它们。随着极强的引力作用,超高能宇宙射线击打在这些高密度星体之上,并已经产生过大型强子对撞机中有可能产生的那种黑洞。中子星与白矮星比地球的密度还要大,大到它们的引力本身便足以把黑洞束缚在其内部。如果这样的黑洞确实被制造出来,也确实是危险的,那么它们就应该已经摧毁了我们已知存在了数十亿年的事物。宇宙中这种星体存在的数量表明,如果黑洞存在,它们就必然是安全的。即便黑洞确实形成了,它们也必须几乎立刻就消失,或者至少只留下无害而稳定的残余物。它们不会有足够的时间造成任何伤害。
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1700952190 除了这些之外,在吸引、毁灭物质的过程中,黑洞会释放出大量的可见光,而这种现象尚未被观测到。“我们所知的宇宙的存在”与“缺乏任何白矮星毁灭的信号”,是大型强子对撞机可能制造的黑洞并无危险性的有力证据。宇宙的这种状况告诉我们,地球不会被大型强子对撞机中的黑洞毁灭。
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1700952192 现在大家可以松一口气,舒缓一下心情了。然而,我还要把有关黑洞的故事继续讲下去——这一次是从我自己,一个在相关领域工作的物理学家的视角出发的。这些领域包括产生低能量黑洞所需的空间额外维度理论。
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1700952194 在黑洞论战吸引媒体眼球之前,我就已经对这个研究主题很感兴趣了。我的一位法国同事、朋友曾经任职于欧洲核子研究中心,现任职于一家称作奥格(Auger)的实验室。这家实验室主要研究穿过大气层来到地球上的宇宙射线。这个同事向我抱怨,大型强子对撞机分走了本可以用来研究相同能标的宇宙射线的资源。由于他的实验精确度太低,只有那些具有引人注目特征的事件才有可能被找到,比如正在衰亡的黑洞。
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1700952196 因此,我与一位时为哈佛大学博士后的同事帕特里克·米德(Patrick Meade)合作,计算出了他们可能观察到的这种事件的总数。在更精确的计算之后,我们发现这个数字远小于物理学家们原本乐观的预测。我在这里使用“乐观的”这一修辞,是因为我们总是期待出现新物理学的证据。我们并不关心地球上乃至宇宙中可能发生的灾难,而我相信你现在也应该认为,这并不是什么真正值得恐惧的事情。
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1700952198 在意识到奥格实验室不会发现微型黑洞之后,即便更高维度的粒子物理学现象解释正确,我们的计算也让我们十分好奇:为什么其他物理学家声称大型强子对撞机中可能会产生大量黑洞?我们发现,这个数量也可能被大大地高估了。虽然粗略的估计显示,在那种情况下,大型强子对撞机有可能大量地产生黑洞;然而我们更细致的计算却说明事实并非如此。
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1700952200 帕特里克和我并不关心危险的黑洞。我们希望知道小型、无害、很快衰亡的高维度黑洞是否能产生,以及它是否预兆着高维度引力的存在。我们的计算结果表明,就算有可能,其概率也非常小。当然,如果真的有可能,那么这将是拉曼·桑卓姆与我提出的理论的一个良好证据。但是作为一名科学家,我必须承认计算结果。在这个结果下,我们不能抱有错误的期待。帕特里克与我(以及大多数物理学家)并不期待即便是小型黑洞的出现。
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1700952202 这才是科学家的工作方式。他们提出观念、粗略估算,然后再回头核实细节。事实上,细细推敲并修正原本的理念并非是愚笨的象征,而只是昭示着科学探索艰难而永无止境的标志。在我们确定理论、实验上的最佳结论之前,还要经历一些或是向前、或是向后调整的中间阶段。令人沮丧的是,帕特里克与我没有及时完成这些计算,导致我们未能阻止有关黑洞的论战深入媒体,并且引发了一场诉讼。
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1700952204 然而,我们的确意识到了,不论黑洞最终是否产生出来,有关其他大型强子对撞机中强烈相互作用着的粒子有趣的迹象,依旧会为引力与其他相互作用力的潜在本质提供重要的线索。我们还将看到在更高维度、更低能标下其他的信号。在看到这些奇异信号之前,我们知道并不存在制造黑洞的可能性。然而,这些其他信号本身也许最终可以阐明引力的某些性质。
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1700952206 这项工作证明了科学的另一个重要方面。即便科学范式有可能在不同范围的尺度下发生戏剧性的变化,但我们很少遇到数据本身发生突变的情况。已经被确认的数据有时确实会促成范式的变化,比如量子力学最终解释了已知的光谱线。在现行实验中发现的与预期的小小背离,往往会成为更加引人注目的证据的序幕。即便是科学的危险应用也需要一些时间来发展。科学家们应对核武器时代的某些方面负责,然而他们并没有出于意外就突然发现了一枚核弹。仅仅理解质量与能量的等价性是不够的。物理学家们必须更加努力,以把物质塑造成那种危险的爆炸形态。
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1700952208 如果黑洞有可能长大,那么它们确实有可能值得担忧,不过计算与观察都证伪了这种可能性。但是,就算它们可以长大,小型黑洞,或者至少是我们刚刚讨论过的粒子相互作用的引力效应,将会首先昭示出引力效应的变化。
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1700952210 最后我想说的是,黑洞不会有任何危险。但为了确保万无一失,我还是要在此承诺:我为大型强子对撞机不会制造出吞噬整个地球的黑洞负全部责任。
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1700952215 兰道尔和她的研究生是如何建议与核实这些事情的?扫码找答案吧!
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1700952220 叩响天堂之门:宇宙探索的历程 [:1700950066]
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1700952226 538博客创始人内特·希尔(Nate Silver)——这位预言了2008年总统大选结果的最成功的预测家,2009年秋天为了写一本关于预测学的书来采访我。而此时,我们面临着一场经济危机、一场明显无法取胜的阿富汗战争、医疗保健费用的攀升、潜在的不可逆转的气候变化,以及其他种种迫在眉睫的威胁。带着一点互惠互利的想法——因为我也有意了解内特对概率与预测于何时、因何有效的看法,我同意了与他的会面。
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1700952228 尽管如此,内特为何选择采访我却令我困惑。因为我的专长是预测粒子对撞的结果,而我怀疑身处赌城拉斯维加斯的人(更不用说政府的人)可能会为此赌上一局。我猜想也许内特会问我有关大型强子对撞机的黑洞问题。但是,尽管当时被撤销的诉讼暗示着可能的威胁,鉴于前文所列举的几个更加真实的威胁,我猜想内特也会问那件事情。
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1700952230 事实上,内特并不关心这个话题。他问了一些更技术的问题,关于粒子物理学家如何在大型强子对撞机与其他实验中进行猜想与预测。他感兴趣的是预测学,而科学家的事情正是进行预测。他希望可以更多地了解:科学家如何选择问题,其用来猜想可能发生事情的方法(我后文会介绍),等等。
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1700952232 无论如何,在考虑大型强子对撞机实验与猜想可能的发现之前,本章继续讨论风险问题。有关现今的风险问题的奇怪态度,以及何时、如何应该期待它们的困惑,需要我们进行一番讨论。新闻曾报道了无数没有预期到的,以及未得到缓解的问题的不良结果。也许粒子物理与尺度分离的考虑可以为这些复杂问题带来一些启示。大型强子对撞机黑洞的官司当然非常有误导性,但是它与现今紧迫的事情无时无刻不在提醒我们关于风险这个专题的重要性。
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1700952234 进行粒子物理学预测与其他风险评估不同,而我们只能用一个章节来浅显地阐述同风险评估与缓解相关的内容。更进一步,黑洞的例子不宜推广,因为它的风险本质上说并不存在。然而,在考虑如何评估与说明风险时,它可以帮助引导我们确定某些相关的事宜。我们将看到,虽然大型强子对撞机的黑洞从来不是一个威胁,但由于预测造成的误导应用却是一个威胁。
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