簡單97521506
從理論上講,一個物體的半徑低於其史瓦西半徑,那個物體就能看成是一個黑洞。如根據計算可知,如果把地球壓縮到半徑只有9毫米,地球的逃逸速度就能達到光速,這樣即使是光也不能逃離地球的引力,地球因此成為一個黑洞。
一個粒子的半徑若是也能低於其史瓦西半徑,原則上也該看做是一個黑洞,不過這裡又涉及到物理規律是否還成立的問題。
粒子的半徑很小,小到現在根本沒有給出任何一種粒子的半徑下限。在很多材料上都能查找到比如質子、電子等粒子的半徑,比如質子的半徑為0.84飛米。但是那個半徑並非是粒子真正意義上的半徑,只是人類現在測量到的粒子半徑的上限。
質子、電子的半徑儘管很小,但是比它們各自的史瓦西半徑大了幾十個數量級。更可怕的是,按照現在的方法計算出的質子等粒子的史瓦西半徑,比普朗克長度也小了幾十個數量級。在這麼小的尺度上,物理規律已經不再成立,誰也不知道那是什麼。
不過題主設想的粒子對撞倒是有可能形成極小的黑洞,有很多科學家期待著能夠用對撞機撞出這樣的迷你黑洞,霍金生前就曾有過這種想法,如果對撞機撞出了黑洞,霍金的一些理論就可能得到證明,霍金也就能夠拿到諾貝爾獎了。
對撞機能夠將粒子加速到接近光速,質量變為靜止質量的幾千倍甚至上萬倍。兩個這樣的粒子迎頭相撞就會把數萬倍甚至更多倍個粒子的質量集中在很小的一個區域中。如果質量或者半徑突破了極限,這樣就撞出了一個迷你黑洞。
不過這樣的迷你黑洞尚未在加速器內或宇宙射線中發現,或許是因為這些迷你黑洞的壽命極短,還沒來得及探測就蒸發掉了。這樣的壽命極短的迷你黑洞,當然不會對人類和地球構成威脅的。人類不必擔心對撞機內撞出黑洞,相反應該對此有所期待。
刁博
單個粒子密度極大在理論上是可以形成黑洞的,為什麼是理論上?因為現實中還沒有發現由單個粒子形成的黑洞,歐洲的大型強子對撞機也沒能創造出微型黑洞。但既然假設密度極大,那麼,在理論上是可以的,理由如下:
物理學理論上存在一個密度最大值,即普朗克密度,約為1.155*10^96kg/m3,相對於將10^23個太陽質量擠入一個原子核大小的空間所具有的密度,而原子核只有約為10^-15米大小,這個密度大的難以想象!遠超過形成黑洞的臨界值。理論上認為只有在宇宙大爆炸1單位普朗克時間後,宇宙的密度是1單位普朗克密度。
在單位體積內,密度與質量成正比。理論上,一個粒子所具有的最大質量為1單位普朗克質量(2.18*10^-5克),約為質子質量的1千億億倍,相對於一粒灰塵的質量,這是一個比較容易理解的物理量。為什麼?當粒子質量大於或等於1單位普朗克質量時,所具有的密度值將使粒子將形成一個微型黑洞,因此,不存在一個質量大於或等於1單位普朗克質量的粒子。那麼,這個微型黑洞視界到中心的距離即史瓦西半徑就是普朗克長度,約為1.6*10^-33釐米,假如讓光走過這段半徑所花的時間,就是普朗克時間,約為10^-43秒。
這些普朗克單位是代表的是現在理論物理學中認知的極限,超過這個量是沒有意義的。至於暗物質是否是密度極大的粒子構成,現在還不清楚,對暗物質和暗能量現在還了解的甚少。
人擇原理
答:感謝悟空邀請,自然界並不存在這樣的黑洞,十年前較火的歐洲大型強子對撞機投入運行後一部分人認為會產生黑洞,但是結果並沒有。
現在人類已知的黑洞形成過程就是大質量恆星,在核聚變結束後演化到後期會經過超新星爆炸產生黑洞。黑洞中心是奇點,質量密度巨大。還有一類超大質量黑洞的存在,但其形成機制人類尚不清楚。除此之外就是霍金理論中的微型黑洞,也叫原生黑洞但是並沒有被人類觀測到,尚未證實。
在理論上說,任何物體都可以變成黑洞,只要有外力可以把它壓縮到史瓦西半徑之內,恆星演化為黑洞是因為其自身的引力塌陷充當外力。但是小於一定質量的天體靠自身引力形成黑洞並不現實,所以就需要其他的力或者人為的外力,但是現在的科技並不能達到。即使一個粒子如果有足夠的外力施加,使其達到史瓦西半徑也可以形成黑洞,這個時候它的密度就會極其大。
大型強子對撞機粒子碰撞後會產生巨大的能量,有的科學人士就發出了這樣的言論,大型強子對撞機產生的微型黑洞會毀滅地球毀滅人類。但歐洲大型強子對撞機運行至今,這些並沒有發生。有的理論認為,即使產生了微型黑洞,它的壽命也並不長。至於題中描述的暗物質並不會是一堆微型黑洞,至於是什麼只能等待著我們去發現。
以上就是我的回答,歡迎關注點評,不勝榮幸。
科學黑洞
物質個體都是由物質和空間複合組成的,越大的個體,內部的空間也越大,例如,超星系團內部的空間,比星系團內部的空間大,星系團、星系群內部的空間,又比組成它的"宇宙島"級星系內部的空間大很多,太陽系內部空間比銀河系內部空間小,月地空間距離比日地空間距離小很多(38萬公里對1天文單),分子們構成物質團塊,分子間有空間,比電子到原子核之間的空間距離大,質子中子之間有距離,同樣,三個夸克之間一定也有距離,物質密度大小,只能在同層次物質個體之間做比較,上下層次之間,密度懸殊是很大的。史瓦西半徑、勃朗克長度、黑洞,這些理論上的物質密度極限,在宇宙構造物質個體的實際上是否真有可能存在,有待科學家進一步探索,不宜過早下結論。不過,不管單個粒子密度如何,我認為它都不可能形成黑洞。
長眉1958
首先應明白什麼叫“黑洞"。我認為它是高速旋轉星群共同作用形成的一個力心。不能將其與奇點等同。這個力心是整個星系共同高速運動的向心力的產物,它是被動的不是自願在吞能量。宇宙中無數星系高速自旋形成了無數“黑洞"。
其次關於粒子問題,粒子有個尺寸,哪怕普朗克尺度,也與能量是兩概念。怎麼可成黑洞呢。
你的同鄉749
單個粒子密度再大也不可能形成黑洞。
事實上,單個粒子“密度”本來就很大,比如原子核的“密度”一般認為比中子星還要大,而中子星跟黑洞在質量,體積上很接近。儘管如此,原子核並沒有塌陷成“黑洞”。原因是在量子層面,“密度”沒有意義,量子尺度,質量都只是個概率,不能用宏觀尺寸測量計算,更不可能用 質量/體積=密度。
更重要的是,黑洞,是大質量的引力彎曲了時空,基本力是“極大質量”造成的引力。而在粒子層面,引力幾乎可以忽略不計。比如強力比弱力大許多倍,弱力比電磁力大許多倍,而電磁力是引力的10*37-40次方倍!引力,在量子層面不存在。
所以,大爆炸產生的“微型黑洞”存在的可能性微乎其微,粒子產生黑洞更不可能。
天命蒼孫
感謝邀請。對於這個問題,與前面幾位老師相比,我沒有什麼更多觀點。我想說的是一個概念不可以濫用,比如“粒子”與“黑洞”是兩個不相干的物理研究方向,其理論基礎都不一樣,概念的範疇也不相關,硬要混在一起談論只能是“瞎扯”。什麼是粒子?是在對宏觀物質細分後得到的微觀概念,這是很明確的。不是想象中的把現實宏觀物體壓縮到微小就可以叫“粒子”。所以宏觀上穩定的物質,由其細分後的粒子不能成黑洞。除非粒子狀態受到極大改變,已不再是原物質的粒子。粒子不等同於量子,不因混淆。“黑洞”是引力產生的時空概念,黑洞奇點本無大小概念,所以理論上可以存在微小黑洞,但於物質粒子無任何瓜葛。
笑看風起雲湧花謝花開
原創思想,其一,黑洞的正確稱呼是`質量奇點’,即由無數基本單元-質量點在引力的作用下凝聚而成,質量點和光子是構成物質粒子最基本的單元,但都不是物質粒子,根據本人的終極粒子模型,任何物質粒子均由質量點和光子組成。其二,質量點的屬性是:1.具有約在kg級的巨大的質量,2.沒有能量,也不能轉換為能量,所以不能被能量探測器直接探測到,3.具有宇宙中最強的相互作用,4.是一個`萬能粒子,它可以俘獲並囚禁光子和任何物質粒子形成新的物質粒子,5.具有巨大的慣性,無外加作用力時傾向於靜止。6.是物理王冠上的鑽石,至今無人知道它的存在並找到它,它才是名副其實的`上帝的粒子’,希格斯粒子則不是,7.對於主流物理,它極其危險,因為一旦找到了它,主流物理的理論必將被夷為一片廢墟瓦礫,然而: 8.它並不難在實驗室中製造出來!
孤猴78345271
單個粒子密度極大永遠都不會形成黑洞,只能形成行星或行星上的放射性礦物。至於為什麼?要講清楚原理很多,從物質粒子的創生及其演化,從粒子為何有質量,以質量為何生力,力到底是不是由質量產生,整個物理體系由質量產生力的一切理論基礎都是錯的,那麼建立對碰撞機以及想由對碰機達到設計目的都是白忙活,整個自然界演化的一切力的形為都是能量運動所為,不同力都是不同物質體的不同運動側面。現代的粒子對碰機設計理念是在錯誤的理論框架下產品,只能白費力氣,浪費資源。
宇宙譜
不可能的。他們是物質世界的宇觀和極微觀的兩種現象,黑洞實際是物質倆有引力大於原子核間的強力,把中子與質子都壓碎後形成的,至於其結構是什麼,不清楚,大小不清楚,只可推測計算其質量和視界大小。而基本粒子不可能把自己搞碎形成黑洞。願以上解釋能幫上你。