在人们的普遍想象中，黑洞是贪婪的怪物，吞噬着周围的一切。这就是为什么偶尔会有人担心物理学家可能会意外或有意地制造出一个黑洞，也许是在日内瓦附近欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）等粒子加速器内部。这样一个黑暗的庞然大物会吞噬地球本身吗？当然不会。以前从来没有人在我们的星球上制造出黑洞。但即使有人这样做了，它也可能不会构成巨大的威胁。
现实世界中的黑洞之所以可怕，只是因为如果你靠得太近，就无法逃脱。但即使有人在地球上的实验室中制造出一个黑洞，人类技术的局限性也会阻止我们制造出任何特别危险的东西。“它很可能质量非常小，以至于其引力影响相对较小，”普林斯顿大学的理论天体物理学家埃利奥特·夸塔特说。“它实际上不会吞噬太多物质。”
事实上，在实验室中制造黑洞的可能性是科学家们正在积极追求的目标——这可以使研究人员能够回答许多关于量子力学和引力的本质的基本问题。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事。
黑洞通常是在一颗比太阳质量大得多的恒星死亡时形成的。当这样一颗恒星的外层以壮观的超新星形式向外爆炸时，其核心会向内坍缩，以巨大的力量向中心点挤压，以至于宇宙中已知的任何力都无法阻止它。这导致了一个亚原子级的点，它具有难以想象的质量和密度，其引力非常强大，即使是以光速运动的物体也无法快速逃脱它的魔爪。这类黑洞在宇宙中很常见。
当然，只要不靠近黑洞，就是安全的。只有在围绕黑洞的球形边界内，即所谓的事件视界内，人或物体才会被不可避免地向内拉扯。巨大的黑洞拥有很大的事件视界——直径达数百万公里——而较小的黑洞则拥有更小的事件视界，仅延伸数十公里。如果你能在实验室里制造出一个只有半公斤重的黑洞，它的事件视界将比质子小一万亿倍。
关于大型强子对撞机制造黑洞的担忧源于爱因斯坦的狭义相对论，其中质量 (m) 和能量 (E) 是可以互换的——因此有了著名的公式 E = mc2，其中“c”是光速。由于超对撞机以令人难以置信的速度（接近光速）和能量将质子撞击在一起，各种奇异的粒子都可能迸发出来，可能包括黑洞。但是，要制造出即使是微观事件视界的黑洞，也需要比大型强子对撞机能够产生的数十亿倍的能量。即使它可以产生这样的黑洞，该物体也会迅速失去能量，并在眨眼间消散。
在该设施于 2008 年启动之前，一些研究人员曾假设，如果时空结构具有额外的维度，例如弦理论所假设的那些维度——这是一种将量子物理学和引力结合成一个单一理论的可能方法——那么黑洞可能会出现。那是因为在我们四维宇宙（具有三个空间维度和一个时间维度）中，引力太弱，无法将物质压入黑洞。然而，如果存在其他维度，引力可能不像我们看起来那么弱，因为其部分力量可能会泄漏到这些其他奇异维度中。在这样的宇宙中，原子粉碎机内部出现黑洞变得更加可行，有可能揭示对引力本质的深刻见解。普林斯顿高等研究院的理论物理学家胡安·马尔达西那说，这项发现将是“你在大型强子对撞机中可能看到的最怪异和最令人惊讶的物理现象之一”。
这个想法被媒体报道，引起了巨大轰动。一位德国化学家甚至在欧洲人权法院对欧洲核子研究中心提起诉讼。一个由物理学家组成的特别委员会早在 2003 年就开始调查此事，结论是，来自太空的粒子以远高于超对撞机的能量撞击大气层，但没有产生黑洞，因此这种可能性似乎很渺茫。委员会的报告在 2008 年进行了审查并重新发布，其中包含更多信息以平息公众的担忧。
迄今为止，在大型强子对撞机中尚未观察到黑洞。“证实弦理论的预测本<0xE2><0x80><0x9C>来会很好，”马尔达西那说，“但事实并非如此。”
最近，一个团队宣布，他们使用量子计算机形成了一个婴儿虫洞的模拟——一种由两个黑洞创建的穿越现实的桥梁。尽管该结果在媒体上被广泛报道，但它并不完全是许多人想象的那种突破。
“已经创造出来的更像是物质的一些奇怪的量子力学特性，这些特性具有与虫洞相关的数学属性，”夸塔特说。“这更多的是概念上的联系，而不是字面意义上的联系。”
尽管如此，马尔达西那说，这项研究前景广阔，未来更强大的量子计算机有一天可能会生成使用阿尔伯特·爱因斯坦方程模拟黑洞的物体，从而使物理学家能够详细研究它们的行为。
如果夸塔特的实验室里有一个真正的黑洞，他将非常有兴趣更多地了解被称为吸积盘的明亮光束，这些光束是这些物体在撕裂附近物质时产生的。“我会将物质扔向黑洞，以创建一个小小的吸积盘，并观察气体螺旋并产生大量光，”他说。“在受控环境中了解这些吸积盘的实际工作原理将非常棒。”