位在美国纽约州奥普顿市(Upton)Brookhaven国家实验室(Brookhaven National Laboratory)的相对论性重离子碰撞器(Relativistic Heavy Ion Collider,RHIC),利用金原子核形成的光束,以几近光速的高速相互碰撞,结果碰撞时产生的高热火球,行为类似黑洞。不过这个黑洞并不会吞噬地球以及地球上任何东西!
当金原子核光束高速碰撞时,碰撞产的高热使原子核分裂成夸克(quarks)和胶子(gluons)--宇宙中所有一般物质最基本的组成粒子。这些粒子所形成的电浆球,温度高达太阳表面温度的3亿倍(约绝对温度2兆度)。不过,电浆球存在的时间只有短短的10-23秒;科学家之所以侦测得到,是因为电浆球会吸收粒子碰撞时产生的喷流(jets)。然而,这个电浆球所吸收的喷流比利用量子色动力学(quantum chromodynamics,QCD)计算出理论上应有的喷流数量还多10倍,科学家们只侦测到少数从电浆球逃逸出来的喷出物质。
所谓的QCD是专门描述夸克和使其结合在一起的各种作用力的一种艰涩理论,非常难以计算,因此美国布朗大学(Brown University)物理学家Horatiu Nastase改以从弦论(string theory)演化出的AdS模型去进行相关计算,他表示:经过计算之后,电浆球的核心部分,行为特征如同黑洞一般;换句话说:粒子碰撞强力减速的情形,与黑洞的强重力场相同。他将之称为「二元黑洞(dual black hole)」,并认为这个结果可以解释喷流数目短少的现象。
Nastase认为:在电浆球核心,粒子会转换成热辐射后再发射出来,就像物质落入黑洞的过程中会变成所谓的「霍金辐射(Hawking radiation)」一样。他计算出的热辐射温度高达2兆度,与电浆球实际观测结果相当符合。不过,这个电浆球的尺度非常小,所以即使它的行为像是黑洞,但它的重力对周边环境没有任何影响力,当然有没有危险性。
不过,其他物理学家并不认同Nastase的计算结果,而且从不同角度解释时,可能会得到不一样的结果。他们认为Nastase的计算方式考虑得不够周全,例如:Nastase将其公式中的某项参数设定为1是不合理的,而且实际上电浆球的温度很快地便降到原来的一半,而Nastase的计算中却假定它的温度相同,无法解释温度随时间而改变的状况。
另外有些物理学家则认为Nastase的尝试相当可贵。AdS计算法常被当作是QCD的替代方案,而且利用AdS理论已经有几项不错的突破性成果,更何况Nastase的计算相当符合实际的实验结果。不过,他们也还是认为Nastase整个计算的方式可能需要再继续修正。
参考资料来源:
http://www.newscientist.co...s?id=dn7145 ,2005.03.16
http://www.bnl.gov/RHI...oles.htm 转贴资料来源:
http://www.tam.gov.tw/news/2005/200503/05032002.htm