Работещ на черни дупки ускорител може да разкрие чужд разум

Ако във Вселената съществува високоразвита чужда цивилизация, то нейни специалисти вероятно вече са построили работещ на черни дупки ускорител на частици за изучаване на физиката на енергиите на Планкови мащаби.

Ако такава инсталация съществува някъде в обозримия Космос, то по нея може да се засекат разумни съседи по Вселена, смятат учените.

Брайън Лаки и колегите му от Принстънския университет в САЩ са измислили и изучили концепцията за извънземен ускорител на частици на черни дупки в рамките на своето ново изследване.

Изследователите направили изчисления, които позволяват да се смята, че ако такъв ускорител съществува, той ще произвежда неутрино на невиждано енергийно ниво – няколко йотаелектронволта – което може да се засече от земни детектори.

Лаки призовава астрономите, участващи в търсенето на извънземен разум, да се заемат с търсенето на тези частици със свръхвисоки енергии. Идеята се подкрепя от члена на организацията SETI Пол Дейвис от Аризонския университет, който също смята, че вариантите за търсене трябва да са разширени, което е необходимо да излезе извън рамките на използването на традиционните телескопи.

Подобно на хората, смятат учените, извънземните трябва да са заинтересувани от разгадаването на тайните на Вселената, а това значи – и от провеждането на физични експерименти.

При достатъчно ниво на развитие извънземните изследователи трябва да достигат т.нар. Планкова енергия – свръхвисоко ниво, което се равнява на 1,22*10²⁸ електронволта. За сравнение нивото на енергия, достигана в Големия адронен колайдер, е 14 тераелектронволта, или 14·10¹² електронволта.

Плътността на електромагнитната енергия, необходима за достигане на Планкови мащаби, трябва да е толкова голяма, че инсталацията, генерираща такава енергия, да се окаже под заплаха от всмукване в черна дупка, която тя сама ще си произведе (миниатюрни черни дупки ще се търсят и на Големия адронен колайдер). И все пак Лаки и колегите му смятат, че разумни извънземни физици могат да заобиколят този проблем.

Не е чудно, че ускорител, достигащ Планкови енергии, трябва да е титанично голям. Ако за ускорение в такава инсталация се използват електрични полета, то устройството трябва да е поне 10 пъти по-голямо от радиуса на Слънцето. И все пак магнитен ускорител от синхротронен тип може да бъде и по-малък.

„Що се отнася до материалите, от които може да се постри такъв ускорител, то обичайните ни вещества тук не подхождат. И единственото място, където може да бъде достигната толкова висока концентрация на енергия, изисквана за Планковата енергия, се явява областта в непосредствена близост до черна дупки“, казва Лаки.

Построявайки такъв ускорител, извънземните физици трябва да сблъскват частици при Планкова енергия приблизително 10²⁴ пъти по-често, отколкото това се случва на Големия адронен колайдер. Но в такъв случай, според Лаки, инсталацията ще дава редица „странични продукти“.

Тези „странични продукти“ ще се окажат високоенергийни частици, които теоретично могат да достигат Земята, ако могат да напуснат интензивните електромагнитни полета във фантастичния колайдер.

Освен това, точно както и физиците на земята, извънземните учени по-скоро ще се опитат да изолират околното пространство от вредни лъчения. Затова единствените частици, които могат да достигнат Земята, се оказват вездесъщите неутрино.

Тези неутрино могат да имат енергия, милиарда или повече пъти превишаваща енергията на частиците, улавяни някога от изследователите на Земята. За щастие, за разлика от по-нискоенергийните частици, тези неутрино доста по-силно взаимодействат с материята и затова по-лесно може да се открият.

Според изчисленията на Лаки повечето такива неутрино, попадайки в земните океани, ще провокират „порои“ от вторични частици. За да се открият тези явления, е необходимо да се поставят мрежи от хидрофони директно във водата, и те трябва да са около 100 000.

Впрочем съществува още една възможност за детектиране на високоенергийни неутрино. Учените са измислили да използват за това Луната – радиотелескоп ще фиксира потоци частици при енергии, близки до 10²⁰ електронволта, които се врязват в повърхността на спътника. Именно към това е насочена дейността на проекта NuMoon.

Но, отбелязва Лаки, откриването на йотаелектронволтови неутрино няма да означава задължително, че някъде във Вселената има ускорител, достигащ Планкови енергии. Според теорията на струните неутрино на свръхвисоки енергии може да е следствие от разпада на космическите струни – едноименни съставки на пространство-времето.

Изчисленията на Леки и колегите му са представени в статия, в пarXiv.org.