大对撞机是什么 大型强子对撞机简述
1、大型强子对撞机是粒子物理科学家为了探索新的粒子，和微观量化粒子的‘新物理’机制设备，是一种将质子加速对撞的高能物理设备，英文名称为LHC。
2、欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器。大型强子对撞机坐落于日内瓦附近瑞士和法国的交界侏罗山地下100米深，总长17英里（含环形隧道）的隧道内。2008年9月10日，对撞机初次启动进行测试。
3、2019年8月1日，大型强子对撞机（LHC）的下一代“继任者”——高亮度大型强子对撞机项目的升级工作正在进行，亮度将提升5到10倍。
杨振宁反对中国建造大型强子对撞机，这是为什么？
中国计划建造环形正电子对撞机(CEPC)，这是一个粒子加速器，将超过欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)。至于是否要建立CEPC, cas成员对此意见不一，以院士代表杨振宁为代表的院士目前并不支持CEPC的建设。那么为什么杨振宁现在反对中国建造新一代对撞机呢?虽然杨振宁已不再是物理学研究的前沿，但作为世界上最有成就的物理学家，他的观点值得我们学习。对于反对的原因，杨振宁写了一篇专文，主要有以下几点:杨振宁为什么不支持中国200亿美元的大型对撞机?首先，rCA的构建成本很高。根据在美国和欧洲建造粒子加速器的经验，建造它将花费200亿美元。虽然其他国家可能会参与该项目，但大部分投资肯定是在中国方面。在RDR完成后，它将需要持续的维护，这将是一个无底洞的成本。大型强子对撞机远远超出了预算。新的大型对撞机是一个资金黑洞，吞噬着研究资金，挤出了其他科学领域。此外，中国迫切需要在教育、环境保护等领域加大投资。我国更适合将资金用于环正电子对撞机的民生建设。RDR的价值不一定相等。在大型强子对撞机发现希格斯玻色子之后，现代物理学已经有很长一段时间没有取得重大突破。如果没有更有效的理论来指导，即使是更强大的粒子加速器也很难做出重大发现。但要明确的是，杨振宁只是反对中国现在建造大型对撞机。在未来条件合适的时候，杨振宁支持中国建造大型对撞机。就目前而言，物理学的未来很可能是粒子加速器，更大的对撞机肯定会建成。只有对物质的结构有了更深刻的理解，人类才能更好地理解宇宙的本质。
什么是大型强子对撞机？
世界上最大的原子对撞机，大型强子对撞机，在法瑞边界下形成一个17英里长（27公里）的环。（图像：{Max MixiLee布莱斯/CERN）“KDSPs”大Hadron Collider（LHC）是现代粒子物理学的奇迹，它使研究者能够深入现实。它的起源可以追溯到1977年，当时欧洲核子研究组织（CERN）前主任约翰·亚当斯爵士（Sir John Adams）建议修建一条地下隧道，可以容纳能够达到极高能量的粒子加速器，根据物理学家Thomas Schórner Sadenius在2015年发表的一篇历史论文， ，该项目在20年后，即1997年正式获得批准，在一个16.5英里长（27公里）的环上开始了建设，这个环穿过法瑞边界，能够将粒子加速到光速的99.99%，并将它们粉碎在一起。在这个环内，9300块磁铁以每秒11245次的速度引导着两个相反方向的带电粒子包，最后将它们聚集在一起进行正面碰撞。该设施每秒能产生约6亿次碰撞，喷射出难以置信的能量，偶尔还会喷射出一种奇异的、从未见过的重粒子。大型强子对撞机的运行能量是先前保持记录的粒子加速器费米实验室在美国退役的Tevatron “KDSP”的6.5倍。大型强子对撞机总共耗资80亿美元，其中5.31亿美元来自美国。来自60个不同国家的8000多名科学家合作进行了这项实验。加速器于2008年9月10日首次开启光束，碰撞粒子的强度仅为最初设计强度的千万分之一。 在开始运行前，有人担心新的原子粉碎机可能会破坏地球，可能是通过制造一个耗资巨大的黑洞。但任何一位著名的物理学家都会说，这种担心是没有根据的。 “大型强子对撞机是安全的，任何关于它可能带来风险的暗示都纯属虚构，”欧洲核子研究中心总干事罗伯特·艾玛过去曾对《生活科学》表示。 并不是说，如果使用不当，该设施不会有潜在的危害。如果你把手伸进光束中，光束将移动中的航空母舰的能量聚焦到小于一毫米的宽度，它会在光束中打一个洞，然后隧道中的辐射会杀死你。过去10年里， 的开创性研究 ，大型强子对撞机的两个主要实验，ATLAS和CMS，分别操作和分析它们的数据。这是为了确保两种合作都不会影响对方，并确保每一种合作都对其姐妹实验提供检查。这些仪器已经产生了2000多篇关于基本粒子物理许多领域的科学论文。 2012年7月4日，科学界屏息凝望，大型强子对撞机的研究人员宣布发现希格斯玻色子，这是一个有着50年历史的理论，被称为标准物理模型的最后一块拼图。标准模型试图解释所有已知的粒子和力（重力除外）及其相互作用。早在1964年，英国物理学家彼得·希格斯（Peter Higgs）就曾写过一篇关于现在以他的名字命名的粒子的论文，解释了宇宙中质量是如何产生的。 希格斯粒子实际上是一个渗透到所有空间的场，并拖拽着穿过它的每一个粒子。有些粒子在磁场中跋涉得更慢，这与它们较大的质量相对应。希格斯玻色子正是这一领域的一个体现，物理学家们已经追求了半个世纪。大型强子对撞机是为了最终捕获这个难以捉摸的采石场而建造的。最终发现希格斯粒子的质量是质子的125倍，彼得·希格斯和比利时的理论物理学家Francois Englert在2013被授予诺贝尔奖以预测它的存在。ge强子对撞机是由一位3D艺术家创作的。束管表示为透明管，反向旋转的质子束显示为红色和蓝色。（Daniel Dominguez/CERN） 即使有希格斯粒子在手，物理学家也不能休息，因为标准模型仍然有一些洞。首先，它不涉及引力，而引力主要被爱因斯坦的相对论所涵盖。它也不能解释为什么宇宙是由物质而不是反物质构成的，而反物质应该在时间开始时以大致相等的数量被创造出来。它对暗物质和暗能量完全沉默，而暗物质和暗能量在它诞生之初还没有被发现。 在大型强子对撞机启动之前，许多研究人员都会说，下一个伟大的理论是一个被称为超对称的理论，它在所有已知粒子中添加了相似但质量更大的孪生伙伴。其中的一个或多个重伙伴可能是构成暗物质的粒子的完美候选者。而且，超对称开始控制重力，解释了为什么它比其他三种基本力弱得多。在希格斯粒子被发现之前，一些科学家希望玻色子最终会和标准模型预测的略有不同，暗示着新的物理学。 但是当希格斯粒子出现时，它是异常正常的，正好在标准模型所说的质量范围内。虽然这对于标准模型来说是一个伟大的成就，但它却让物理学家们没有任何好的线索可以继续下去。一些人已经开始谈论过去几十年来追逐的理论，这些理论在理论上听起来不错，但似乎与实际观察不符。许多人希望大型强子对撞机的下一次数据采集运行将有助于清理其中的一些混乱。 大型强子对撞机于2018年12月关闭，进行两年的升级和维修。当它重新上线时，它将能够在能量稍微增加的情况下粉碎原子，但每秒的碰撞次数是原来的两倍。到时候会发现什么，谁也猜不到。已经有人在谈论一种更强大的粒子加速器来取代它，它位于同一区域，但大小是大型强子对撞机的四倍。这个巨大的替代品可能需要20年和270亿美元来建造。 额外的资源： 对大型强子对撞机进行虚拟巡演。阅读更多关于欧洲核子研究中心的科学知识。看看这组希格斯粒子图像
大型强子对撞机打破能量记录，粒子束获得了多少能量？
经过全新升级的大型强子对撞机，在经过三年的暂停升级后重新启动。经过升级改进后的大型强子对撞机，在准备阶段的测试，粒子束能量就打破了以往的记录。大型强子对撞机在测试任务中，首次将质子束能量提升至6.8兆电子伏（6.8TeV），而之前的最高纪录为6.5TeV。通过让更高能量的粒子发生碰撞，能够通过粒子之间的相互作用，产生特殊粒子散射，帮助物理学家发现更多未知的粒子。大型强子对撞机重启：大型强子对撞机重启后，可以将质子束的能量提升至6.8TeV，听起来这是一个非常大的能量，但是从动能考虑，1TeV的动能约等于蚊子飞行时产生的动能，6.8TeV，也就是七只蚊子的动能。从宏观世界来看，七只蚊子的动能微不足道，是一个非常小的能量，但是对于微观粒子，这是一份难以置信的能量，可以产生非常强大的加速度。作为人类创造的机器，大型强子对撞机是非常极限的探索方式，能够让粒子物理学家发现很多从未见过的粒子和物理现象。大型强子对撞机，也让物理学家发现了很多理论上的粒子，从而证实了很多理论。大型强子对撞机在运行过程中，需要在内部发生微观粒子的碰撞，随着能量的增加，粒子束碰撞所产生的瞬间热量，甚至高于太阳内部的温度。科学家希望可以进一步提高粒子束的能量，让撞击时的温度更高，甚至“熔化”质子和中子，让科学家得到内部夸克的等离子体。大型强子对撞机为何会受到反对？大型强子对撞机似乎可以探索到世界最为本源的秘密，通过给予粒子束更强大的能量，让粒子束拥有更多动能，就可以得到更多隐藏的粒子。大型强子对撞机在刚开始工作时，很多科学家称大型强子对撞机像一个“粒子动物园”，粒子束的撞击，就像是动物园的大门全部打开，各种各样稀奇古怪的动物出现。但是随着大型强子对撞机实验的进行，加速粒子束需要的能量越来越多，进行无数次实验，也无法得到全新的粒子，因此只能继续增加能量，从而形成无尽的循环。大型强子对撞机发现“上帝粒子”希格斯玻色子后，粒子物理学的标准模型基本完善。大型强子对撞机也成为最昂贵的科学仪器。科学家后续希望利用大型强子对撞机发现额外维度，寻找粒子更深的秘密，但这些还缺少系统的理论支持。目前大型强子对撞机能够给予粒子束的能量还非常少，不会对地球造成影响，但是粒子束需要的能量越来越多，人类就需要建造更大的大型强子对撞机，因此很多科学家称该项目是一个“无底洞”，与其耗费大价钱在微观世界，不如探索宏观宇宙。从长远来看，大型强子对撞机未来的收益也会出现指数降低，加速粒子束需要的能量会越来越多，突破瓶颈需要的时间会越来越长，而实际得到的科学收益会越来越低。除非人类摆脱对化石燃料的能源依赖，进入到新能源时代，否则大型强子对撞机的瓶颈终究无法突破。而随着粒子束能量的增加，大型强子对撞机的风险也会提高，从理论上来看，如果将宇宙级别的能量施加到粒子上，粒子撞击可能会诞生出另一个“子宇宙”。总结：大型强子对撞机经过三年的升级，在测试阶段就成功打破了以往的记录。虽然提升的能量并不多，但对于微观粒子，少量能量或许就可以引发质变。大型强子对撞机已经为我们带来了“上帝粒子”的惊喜，经过三年的升级，大型强子对撞机或许可以在实验中，发现更多未知的粒子，甚至帮助科学家发现额外维度的确凿证据。
为什么大型强子对撞机不能给粒子注入更多的能量？
当两个质子束在环形隧道中沿着反方向运动的时候，强大的电场使它们的能量急剧增加。这些粒子每运行一圈，就会获得更多的能量。要保持如此高能量的质子束继续运行需要非常强大的磁场。这么强的磁场是由冷却到接近绝对零度的超导电磁体产生的。物理学家们最希望建造的是一个30公里长的机器，它能以至少5千亿电子伏的能量将电子和正电子一起粉碎。大型强子对撞机利用数千个种类不同，型号各异的磁体，给该加速器周围的粒子束指引方向。这些磁体中包括15米长的1232双极磁体和392四极磁体，1232双极磁体被用来弯曲粒子束，392四极磁体每个都有5到7米长，它们被用来集中粒子流。在碰撞之前，大型强子对撞机利用另一种类型的磁体“挤压”粒子，让它们彼此靠的更近，以增加它们成功相撞的机会。这些粒子非常小，让它们相撞，就如同让从相距10公里的两地发射出来的两根针相撞一样。在粒子入射到主加速环之前，会先经过一系列加速设施，逐级提升能量。其中，由两个直线加速器所构成的质子同步加速器 （PS）将产生50 MeV的能量，接着质子同步推进器 （PSB）提升能量到1.4GeV。而质子同步加速环可达到26 GeV的能量。低能量入射环（LEIR）为一离子储存与冷却的装置。反物质减速器 （AD）可以将3.57 GeV的反质子，减速到2 GeV。最后超级质子同步加速器(SPS）可提升质子的能量到450 GeV。只需要10-7总粒子能量便可以使超导磁铁脱离超导态，而丢弃全部的加速粒子可相当于一个小型的爆炸。
危险黑洞无处不在，大型强子对撞机想要制造的黑洞，会威胁到地球吗？
谈起黑洞，大家最开始想起的肯定是银河系中心知名的巨大品质黑洞。实际上大家的星系中充满了黑洞，仅仅他们相对性略小。大部分黑洞品质可能是太阳光的四五倍，他们的规格不大，视界半经大概只要12千米。可是星系中必定存有不计其数个黑洞，他们是极大恒星短暂性生命中难以避免的残留。黑洞，即使是非常较大的黑洞，在无垠的时上空也是也是十分细微的，如同极为细微的针眼。就算是较大的黑洞，或许是太阳质量的100亿倍左右，他们的视界也只有抵达木星的路轨，黑洞内的一切化学物质包含光都无法逃离。45亿千米或0.00047光年的距离。与星系的范围对比真是是小巫见大巫，星系的恒星构成很有可能超越超出10万光年太阳系中没有哪些胖子黑洞，这儿较大的黑洞仅有400万到500万只太阳质量，它埋伏在银河系中心周边，视界只比太阳的半径稍大一点她们的分析结果显示，产生黑洞需要的力量比之前测算的要少得多。此外，或许最少一部分是因为这种发觉，生物学家逐渐拥有一种新的隐患。她们担忧人工合成大中型强子对撞机提升了一种概率，这类概率会让可以吞食世界的黑洞导致不可磨灭的不良影响，就算这类概率十分十分细微。这一新闻让大家担忧，黑洞试验品牌形象地说，等同于让地球上间距太阳光更近因而危机四伏。根据欧洲地区核科学研究机构的大中型强子对撞机（LHC）上实现的试验，有可能开启外部经济黑洞与不确定性的毁灭性的不良影响。这种忧虑在大中型强子对撞机运行以前就产生了，LHC是一个在德国瑞士日内瓦周边地底产生的外径为8千米的环状网络加速器。黑洞是专家根据间接性观察的方式确认具有的一种独特星体，它以其强悍的吸引力、极大的摧毁工作能力、无所不在和无法立即测量的神密特点，一直以来遭受众多科学合理工作人员和天文爱好者的亲睐，而有关黑洞的科学研究，针对大家深层次开展深空探测、把握星体产生和演变规律性具备关键的实际意义。在超大尺度的宇宙环境下，有关黑洞的产生，如今的核心看法觉得，是与恒星的固有质量及其发展趋势演变紧密联系的。这里有2个品质极限值区段，决策着大品质恒星最后的归处。
危险黑洞无处不在，大型强子对撞机想要制造的黑洞，会威胁地球吗？
在宇宙中黑洞确实是“无处不在”，有恒星、有星团的地方可能就会存在黑洞，因为黑洞是大质量恒星死亡坍缩后的尸体，而我们对黑洞的定义也十分简单，指的就是：光线也无法从事件视界面逃脱的空间区域。 恒星级黑洞、大质量黑洞 黑洞其实是爱因斯坦广义相对论的一个解，当一个质量物质半径足够小、密度足够大，就会极度扭曲周围的时空，使得光线的速度都无法达到它表面引力所需要逃逸速度，因此黑洞是一个不发出、反射任何辐射的黑体，因此称为黑洞。 我们一般认为的黑洞有恒星级黑洞和大质量黑洞（中等质量、超大质量），恒星级黑洞顾名思义就是由恒星死亡后直接形成的黑洞，一般质量在3.8倍太阳质量到数百倍太阳质量，而中等质量黑洞，一般在数百倍到10万倍太阳质量之间，超大质量黑洞在10万倍太阳质量以上，这里需要说一下，目前宇宙中最小质量黑洞的质量还不是很确定。 例如：GRO J0422+32，这是一个双星系统，其中就存在一个质量非常小的黑洞，有人说它的质量是2.2倍太阳质量，但也有人说是4倍，目前并没有定论。而且，我们也认为两颗中子星的碰撞也有可能形成小质量黑洞，在宇宙中中子星的数量要远远超过黑洞的数量，并且双星中子星的也很常见，虽然中子星的合并、碰撞事件发生的几率很小，在一个星系中每10000到10万年左右发生一次，但是宇宙的年龄有138亿年，在其 历史 中可能已经存在了数万亿个星系，所以从整个宇宙的尺度来看，中子星的碰撞还是很常见的。 虽然单个中子星质量在1.3倍到2.17倍太阳质量，不足以形成一个黑洞，但是中子星在碰撞的过程中也极有可能在超新星爆发中形成一个质量更小（2倍左右太阳质量）的黑洞，银河系从诞生到现在可能已经发生了大约10万到100万个中子星合并的事件！所以我们未来有望在自己的星系发生更小的黑洞。 恒星级黑洞说完了，现在再简单提下宇宙中的大质量黑洞，不管是中等质量还是超大质量，这样的黑洞再在宇宙范围内也十分普遍，他们大多存在于星系的中心，例如：银河系中心就有一个400万倍太阳质量的黑洞，M87星系中心黑洞质量足有65亿倍太阳质量（也就会获得照片的那个黑洞）、而目前我们所知宇宙中质量最大的黑洞是距离我们104亿光年的TON618，质量有660亿倍的太阳质量！ 但是目前我们所知的最大质量恒星是大麦哲伦星系中狼蛛星云R136恒星形成区域里的R136a1，它的质量有265倍太阳质量，但这样的恒星也不足以一次性形成超大质量黑洞。那么宇宙中的超大质量黑洞是怎么形成的？ 其实，超大质量黑洞的形成也是来自恒星级黑洞，目前我们认为这些恒星级黑洞会再漫长的岁月中通过合并、吸积逐渐演化成超大质量黑洞，但是这个模型也存在一定的问题，因为黑洞成长的速度太慢，可能不足以解释宇宙中现存的一些超大质量黑洞。这个问题就留给科学家去解释吧。 除了以上的黑洞，我们应该还听说过微型黑洞 微型黑洞的概念是在上世纪70年代被提出来的，一些人认为，在宇宙早期高温、致密的状态下，如果物质密度在非常小的尺度上存在不均匀现象，也就是这个极小区域的密度高于平均密度的68%，那么在这些小尺度上就会在引力的作用下形成微型黑洞。 如果这件事真的发生了，那么我们的宇宙就会充满微型黑洞。但事实证明这是不可能发生的，因为我们通过观察微波背景辐射大尺度到小尺度上的波动发现，不管在哪个尺度上，最大的波动没有达到惊人的68%，而是只有微小的0.003%，这样的微小波动远不足以在宇宙的早期形成原始黑洞，更不会形成微型黑洞。而0.003%的波动其实就是我们现金宇宙中所有物质结构的种子。那么宇宙不可能存在原始的微型黑洞，但是有人又提出了大型强子对撞机可以创造出微型黑洞？ 大型强子对撞机能否创造微型黑洞？ 我们知道想要形成黑洞，必须在局部空间内拥有十分大的能量密度。也就是说，要么能量非常大，要么尺度非常小。而大型强子对撞机的碰撞能量在13- 14 TeV，由于宇宙空间存在的最小尺度是普朗克尺度：1.6x10^-33厘米。所以这样的能量，在这样的尺度下是不足以形成黑洞的。 如果想要在大型强子对撞机中形成黑洞，就必须要有更小的额外尺度的存在，因为更高维度的空间在更小的尺度上引力增加的幅度会比三维空间中的大。虽然我们目前无法证明是否存在额外维度，但我们可以确定在现实宇宙中高能量的碰撞是不会产生微型黑洞的。而且就算产生也不会有任何不良的影响。 如果你认为是大型强子对撞机的能量太小不能产生微型黑洞，未来如果我们建造更强大的对撞机可能会产生微型黑洞，并对地球造成威胁。那么我们可以参考下宇宙射线对地球的轰击。 我们知道宇宙射线来自于宇宙中一些超高能的天体事件，例如黑洞物质喷流、超新星爆发、中子星合并，这些事件所产生的质子能量可以达到惊人的5×10^10 GeV（或5×10^19 eV)，这个能量是我们所探测到宇宙射线中质子的最高能量，也是宇宙中带电粒子所能携带的能量极限。比大型强子对撞机中的质子能量高了1亿倍。 这些高能质子在地球的 历史 中一直在轰击我们大气层，但地球在数十亿年间一直好好的，并没有被黑洞吞噬。 如果真的存在合适的额外维度，并且在大型强子对撞机质子-质子的碰撞能量13- 14 TeV下产生了一个微型黑洞，那么根据质能方程，这个黑洞的质量只有5 x 10^-20克。而霍金辐射告诉我们，黑洞质量越小蒸发的越快，这个质量的黑洞会在极短的10^-23秒蒸发掉，这个时间已经小到不足以对我们产生任何影响。 总结一下 额外尺度是否存在，现在也是我们物理学研究的一个重要课题，而微型黑洞的产生就必须依赖于额外尺度。也许额外尺度存在，在高能量的碰撞下，确实产生了微型黑洞，但是鉴于宇宙射线对我们地球长达数十亿年的轰击，也没有产生任何可观测效应，所以我们认为微型黑洞是无害的。 未来我们还可以继续将人类对撞机的能量往上提，以解开宇宙更多的未知秘密。 危险黑洞无处不在，大型强子对撞机想要制造的黑洞，会威胁地球吗？ 黑洞是科学家们通过间接观测的方法证实存在的一种特殊天体，它以其强大的引力、巨大的吞噬能力、无处不在和难以直接观测的神秘特性，一直以来受到广大科学工作者和天文爱好者的青睐，而关于黑洞的研究，对于人们深入进行深空探测、掌握天体形成和演化规律具有重要的意义。 黑洞的形成 在大尺度的宇宙空间背景下，关于黑洞的形成，现在的主流观点认为，是与恒星的固有质量以及发展演化密不可分的。这里有两个质量极限区间，决定着大质量恒星最终的归宿。 第一是钱德拉塞卡极限 ，相当于1.4个太阳质量。当恒星的质量超过这个极限时，在其演化的末期，由于内部物质在核聚变过程中的消耗量逐渐加大，内聚力相应减弱，而向外的辐射压力仍大于来自内核的引力作用，所以 恒星表面向外层持续膨胀，温度逐渐降低，逐渐形成红超巨星。而红超巨星内部仍然进行着核聚变反应，不过强度仍然在缓慢地下降，当向外的辐射压力不能抵抗来自内核的引力作用时，恒星将会发生塌缩。而在巨大的重力作用下，组成恒星物质的电子之间的相互斥力－电子简并压不能支撑这种巨大的压力，那么，原子核外的电子将会被压进原子核的内部，与质子结合形成中子，于是形成中子星。 第二是奥本海默极限， 相当于3.2个太阳质量。当恒星的质量超过这个极限时，在其演化的末期，其由于自身质量非常巨大的原因，恒星自身重力所引发的向内压力非常巨大，就连被压进原子核内形成的中子，相互之间的斥力也无法抵抗这个巨大的压力，塌缩就会无限制地向核心进行下去，中子于是在这种无比巨大的压缩力作用下被压得粉碎，最终产生了体积无限小、密度无限大的黑洞。 微型黑洞是否存在 刚才我们分析的是宇宙中可以被间接观测到的大型黑洞的形成过程。但是，天体物理学家们在进行宇宙天体基本特征和运行规律时发现，按照万有引力定律，人们计算出来的恒星质量，也就是引力质量，与通过一个星系中恒星数量计算出来的光度质量之间，存在着一定的差异，即使反复修正运行模型和校正模拟参数，这两个质量之间似乎总是存在着一个无法逾越的鸿沟。 于是科学家们提出了“微型黑洞”的猜想，主要观点就是随着宇宙大爆炸的进行，可能存在着许多能量密度非常大的微小区域，足以克服宇宙向外的膨胀力，当这个微小区域的能量密度比周围区域明显高出许多时（68%以上），就会发生剧烈的塌缩现象，从而形成一个质量和密度非常大的奇点，成为“微型黑洞”的中心。 而关于微型黑洞是否存在，科学家们已经从理论上进行了证实。但是，在宇宙膨胀到如今的阶段，人们在可观测到宇宙之内，通过大尺度的宇宙背景温度的观测和分析，并没有发现剧烈的温度波动情况的发生，而区域能量密度的高低，会直接影响着微波辐射过程中的温度波动，因此，通过观测分析，并没有发现微型黑洞存在的证据，也就是说在现有的宇宙膨胀尺度效应下，自然状态形成微型黑洞缺乏存在的基础。 大型强子对撞机可以制造出黑洞吗 为了寻找现实世界中新的粒子以及微观下的量化粒子，人们制造了可以对质子进行强加速的设备，其主要原理是利用强磁场，将两速高速粒子流进行对撞，在高速对撞过程中将质子进行粉碎，可能会形成新的微观粒子，而这些微观新粒子很难进行直接观测，于是科学家们根据反应过程，研究得出最终的末态稳定粒子的分布图，继而根据这个末态稳定粒子的分布状况，来反推中间发生的物理变化过程，如果有中间态的新粒子在反应中发生，那么就会体现到粒子的分布图上，形成一个“共振峰”，科学家们根据这个共振峰的形态推导出新粒子的质量和寿命周期。通过大型强子对撞机，科学家们先后捕捉到了夸克、W色子、Z色子和希格斯玻色子，进一步丰富了物理学的标准模型。 正是由于在大型强子对撞机实验中，能够形成世大的能量密度集中的微小区域，因此或许可以引发周围微小区域的空间塌缩，形成一种类似黑洞性质的“微型黑洞”，但是这个黑洞不可能会产生宏观宇宙意义上的黑洞，因为无论是从质量还是从能量上看，大型强子对撞击机还远远达不到要求。根据科学家们的测算，如果要形成宏观意义上的黑洞，所需要的能量要比输入大型强子对撞击机的能量总和还要高出几十亿倍。 退一万步讲，假如真的通过大型强子对撞击机可以制造出微观粒子级别的微型黑洞，那么对地球和人体也是没有任何影响的。主要原因有两个方面： 一是黑洞的引力密度问题。 黑洞之所以能够吞噬周围靠近的任何物质，表面上看是因为它的强大引力，但是实质上应该是引力密度。而一个微观粒子级别的微型黑洞，其视界直径只能是纳米级别甚至还要低许多个数量级，虽然有较大的引力，但是在巨大的空间曲率条件下，人体的微观结构根本不会改变。 二是黑洞的蒸发问题。 按照霍金的理论，对于黑洞来说，量子空间会被其周围强引力场所极化，黑洞有很强的倾向去捕获反粒子，而在吞噬反粒子的过程中，正粒子会发生能量跃迁，可能使一部分粒子的运动距离大于视界半径，从而挣脱黑洞引力的束缚，于是黑洞损失了能量，也相应损失了质量。这其实是一种形象化的设定，通过黑洞蒸发也就是辐射出去的物质，应该是光子而不是粒子，但是黑洞的质量随着蒸发的进行会发生亏损这已经是不争的事实。研究表明，越是质量小的黑洞，其温度越高，能量和质量损失速率就快。 总结一下 即使大型强子对撞机制造出微型黑洞，由于其质量非常小，其“蒸发”的时间也是非常短暂的，根据计算公式T＝(520π*G^2 *M^3)/(h*C^4 )可以看出，这个时间与黑洞质量的立方呈正比。我们可以计算如 汽车 质量大小的黑洞，其蒸发时间在0.1秒左右，而如人体质量大小的黑洞，其蒸发时间在0.01秒左右。因此，对于强子对接机“制造”出来质量更小的黑洞，刚产生也会立即蒸发掉，根本不会对地球产生任何影响。 一日之棰，日取其半，万世不竭 中国古人这一哲学思辨的背后，蕴含着“物质无限可分”的思想，在同时期的西方世界，哲学家德莫克里克特认为， 世间万物都是由名为“原子”的实心微粒组成的 。 1919年，物理学家卢瑟福通过轰击金箔，发现原子并不是实心微粒，而是由原子核与电子组成的，而 原子核又能细分为质子和中子 。 在今天的物理学最前沿，物质的最小组成单位是夸克， 以及还未得到证明的“弦” ，但今天的物理学家们和他们的前辈一样，仍然不知道物质是否无限可分。 在 探索 “世间最渺小之物”的路上，物理学家们发明了对撞机，这种直线亦或者环形的科学设备，可以将亚原子粒子加速到接近光速的水平，并且还能让它们在高度真空的管道中发生碰撞。 现如今地球上最强大的对撞机 是位于瑞士和法国交界处的大型强子对撞机（LHC），这个位于地下100米身处的大科学设备，总长27公里，每次运行时， 都有两座核电站为它提供电力 ，但对今天的物理学界来说，LHC的功率还是太小了。 2013年，LHC发现希格斯玻色子后，就已经“黔驴技穷”了，因为它的功率不足以，让物理学家对希格斯玻色子进行下一步研究。 于是乎，为了更进一步探究物质的本质，高能物理学家们开始四处游说， 希望找一个或者几个国家来建造新的大对撞机。 除了欧洲之外，日本的ILC以及我国的CEPC，也属于下一代对撞机 得益于去年杨振宁和王贻芳的“对撞机之争”，如今很多人都明白了对撞机的作用，也深刻体会到了对撞机的造价昂贵，但关于对撞机还有一点，是很多人和物理学家都忽视的， 那就是它和黑洞的关系。 2008年，欧洲大型强子对撞机开机之前，曾有人担心对撞瞬间的巨大质能会生成“微型黑洞”，进而吞噬整个地球，但物理学家一致认为，LHC的功率尚不足以撞出黑洞。 那么未来的超级对撞机能撞出黑洞吗？ 这个问题目前还没有答案。 在科幻小说《三体》中，人类用天文尺度大小的“环日加速器”，才生成了一个微型黑洞。而在现实世界，未来的超级对撞机如果撞出黑洞，物理学家们只能求霍金了。 然而直到霍金去世，他的霍金辐射理论也还停留在理论阶段， 没有得到实验层面的证明 ，某种意义上来说，这也是霍金没能获得诺贝尔物理学奖的原因之一。 在霍金辐射还“未经证实”的今天，还未开工建造的大型强子对撞机们，多多少少是个隐患
