Miti in resnica o najbolj razvpiti teoriji sodobne znanosti
Ko je leta 2008 Evropska organizacija za jedrske raziskave (CERN) prvič zagnala svoj Veliki hadronski trkalnik (LHC), so številni mediji in spletni forumi eksplodirali z alarmantnimi naslovi:
»Znanstveniki bodo ustvarili črno luknjo, ki bo pogoltnila Zemljo!«
Čeprav se to sliši kot zaplet iz znanstvenofantastičnega filma, so se ljudje resnično bali, da bi največji pospeševalnik delcev na svetu lahko ustvaril mini črne luknje, ki bi se razrasle in uničile naš planet.
Znanstveniki pa so odločno zatrdili: ni razloga za skrb. A od kod sploh izvira ta mit – in kaj o njem pravi fizika?
Kako je vse skupaj začelo
Veliki hadronski trkalnik (LHC) je 27 kilometrov dolg tunel pod zemljo, kjer znanstveniki trkajo protone – osnovne gradnike atomov – z izjemno energijo, da bi raziskali, iz česa je narejeno vesolje.
Trki, ki se zgodijo pri skoraj svetlobni hitrosti, ustvarijo razmere, podobne tistim iz prvih delčkov sekunde po Velikem poku.
Ko so se fiziki začeli pogovarjati o ekstremnih energijah in gostotah, ki jih dosega LHC, so se pojavile špekulacije, da bi takšni trki morda lahko povzročili nastanek mikroskopskih črnih lukenj.
In če bi te obstajale, bi po mnenju nekaterih lahko »požrle« vse okoli sebe.
Kaj je sploh črna luknja?
Črna luknja je območje v vesolju, kjer je gravitacija tako močna, da nič – niti svetloba – ne more pobegniti.
Nastane, ko zelo masivna zvezda umre in se sesede sama vase, pri čemer stisne ogromno maso v izjemno majhen prostor.
A črne luknje, ki jih poznamo iz astronomije, so izjemno masivne – pogosto težje od našega Sonca.
Da bi ustvarili takšno v laboratoriju, bi bilo treba zbrati enako količino energije kot v zvezdi, kar je absolutno nemogoče. Energije v LHC so ogromne glede na posamezen delec, vendar še vedno zanemarljive v kozmičnem merilu.
Mini črne luknje – teoretična možnost
Kljub temu so nekateri fiziki razmišljali, da bi lahko v trkih z zelo visoko energijo nastale mikroskopske črne luknje.
Po nekaterih teorijah, ki vključujejo večdimenzionalne modele vesolja (t.i. brane world teorije), bi lahko dodatne dimenzije omogočile, da se gravitacija obnaša drugače, kot jo poznamo.
V takšnih modelih bi bile mini črne luknje možne – vendar bi bile neverjetno majhne in izjemno kratkožive.
Zaradi Hawkingovega sevanja (po Stephenu Hawkingu) bi se takšne črne luknje takoj izparele, preden bi lahko absorbirale karkoli.
Njihova življenjska doba bi bila krajša od 10⁻²⁶ sekunde – kar je biljoninka biljoninke sekunde. Preprosto povedano: izginile bi, še preden bi “spoznale”, da obstajajo.
Kaj pravijo meritve v CERN-u?
CERN in neodvisne raziskovalne skupine so te hipoteze vzeli resno.
Pred vsakim zagonom LHC-ja so fiziki izvedli varnostne analize, ki jih je pregledalo več sto strokovnjakov po svetu.
Rezultat je bil vedno enak: ni nikakršne nevarnosti.
Tudi če bi mini črne luknje dejansko nastale, bi se razpadle skoraj takoj.
Podobne trke, celo močnejše, povzročajo kozmični žarki, ki vsak trenutek trkajo v Zemljino atmosfero – in to že milijarde let.
Če bi bilo ustvarjanje črnih lukenj nevarno, bi nas kozmični žarki že zdavnaj “pojedli”.
Kako je CERN pomiril svet
Da bi pomiril javnost, je CERN leta 2008 objavil podrobno poročilo o varnosti (LSAG – LHC Safety Assessment Group).
V njem so znanstveniki jasno zapisali, da nobena znanstveno znana možnost ne vodi v scenarij, kjer bi pospeševalnik predstavljal nevarnost za Zemljo.
Zadevo je preverila tudi Evropska komisija in številni neodvisni odbori. Vsi so prišli do istega zaključka:
»Ni tveganja za okolje, ljudi ali planet.«
Kljub temu so se teorije zarote nadaljevale. Nekateri so trdili, da CERN prikriva “resnico”, drugi pa so šli tako daleč, da so pospeševalnik povezovali s “portali v druge dimenzije”.
Ironično pa so te zgodbe le še povečale zanimanje javnosti za fiziko in znanost.
Kaj smo se naučili?
Čeprav CERN ni ustvaril črne luknje, je raziskovanje na LHC-ju prineslo številna resnična in revolucionarna odkritja – od Higgsovega bozona do raziskovanja temne snovi.
Trki z visoko energijo so varni, a izjemno dragoceni, saj razkrivajo, kako je vesolje delovalo v svojih prvih trenutkih.
Hkrati pa primer s črnimi luknjami kaže, kako se znanost in javnost pogosto srečata na meji strahu in radovednosti.
Znanstveniki iščejo odgovore, a morajo tudi razložiti, da je znanost – čeprav deluje skrivnostno – temeljena na preverljivih dejstvih, ne na mitih.
Črne luknje v resnici
Resnične črne luknje obstajajo v središčih galaksij, vključno z našo Mlečno cesto.
A tisto, kar CERN počne, ni ustvarjanje teh pošasti, temveč raziskovanje njihove fizike.
Z razumevanjem, kako deluje gravitacija v ekstremnih pogojih, morda nekoč odkrijemo kvantno gravitacijo – manjkajoči člen v enačbah vesolja.
Zaključek
Mit o “črni luknji iz CERN-a” se je izkazal za čudovit primer, kako hitro se lahko znanstveni izraz spremeni v senzacijo.
V resnici pa CERN ni tovarna pogube, temveč največji laboratorij človeške radovednosti.
Vsak trk delcev tam spodaj, sto metrov pod zemljo, ni nevarnost – temveč okno v začetek časa.
In čeprav CERN ne ustvarja črnih lukenj, pomaga razumeti tiste prave – tam zunaj, v globinah vesolja – kjer prostor in čas izgubita pomen, a znanost šele zares začne.