Можно ли создать черную дыру, используя кинетическую энергию?

Представьте, что у вас есть ускоритель частиц, который вы можете разогнать до сколь угодно высоких энергий. Из-за общей теории относительности частицы становятся все тяжелее и тяжелее по мере того, как вы вкладываете в них все больше энергии. Станут ли когда-нибудь эти частицы из этой релятивистской массы черной дырой? Если да, то что увидит частица-наблюдатель, движущаяся параллельно черной дыре со скоростью чуть ниже этой? Я к тому, что кинетическая энергия относительна. Следовательно, существует и релятивистская масса. Будут ли эти частицы черными дырами для одних наблюдателей, но не для других?

Ответы лучшего качества можно получить в Physics.SE
физика.stackexchange.com/ questions/3436/… кажется местом, где вы можете найти ответ, хотя я не нашел ни одного из ответов настолько ясным, как хотелось бы.
Релятивистская масса — устаревшая концепция, поскольку она может вводить в заблуждение и сбивать с толку. Это одна из тех ситуаций, когда это вводит в заблуждение. ;) См. физику.stackexchange.com/questions /133376/…
Однако, если вы столкнетесь с парой объектов с безумно высокой относительной кинетической энергией, вы можете создать черную дыру. «Все», что вам нужно сделать, это убедиться, что у вас достаточно энергии в достаточно маленьком радиусе.
@ PM2Ring ... и удерживать энергию в течение некоторого времени. Я понятия не имею, какое сдерживание потребуется, учитывая, что в системе покоя одной из частиц эта частица почти безмассова, а другая абсурдно массивна. Я подозреваю, что «другая» частица сама по себе должна быть черной дырой.
@Carl Например, черная дыра радиусом 1 ферми (размером с протон) имеет массу чуть более 673 миллионов метрических тонн. Итак, если вы получите всю энергию, полученную при аннигиляции 337 миллионов тонн антиматерии с таким же количеством обычной материи, и каким-то образом преобразуете ее в КЭ пары протонов при лобовом столкновении, то при столкновении протонов вы получите вся эта энергия в пределах требуемого радиуса Шварцшильда. Я думаю. ;) Протоны могут излучать часть этой энергии до того, как столкнутся.
Я не утверждаю, что этот процесс в какой-то мере практичен, я просто хотел показать, насколько высоки потребности в энергии. Достаточно сложно создать даже микрограммы антивещества, не говоря уже о сотнях миллионов тонн этого вещества. И когда антиматерия и материя сталкиваются, энергия в конечном итоге высвобождается) в виде гамма-лучей высокой энергии (также могут образовываться некоторые промежуточные продукты, такие как пионы), и мы не знаем, как эффективно улавливать эту энергию и преобразовывать ее в полезную направленную кинетическую энергию.

Ответы (2)

Вы не можете создать черную дыру, просто ускоряя частицу, но было высказано предположение, что столкновение некоторых из них с невероятно высокими энергиями может привести к образованию микрочерных дыр. Насколько мне известно, такого никогда не происходило на ускорителях элементарных частиц просто потому, что они недостаточно мощные.

Релятивистское увеличение массы является инерционным, а не гравитационным, так что нет, вы не можете создать черную дыру, ускоряя частицу. Происходит следующее: чем больше энергии вы используете для ускорения частицы, тем больше увеличивается ее инерционная масса, но чем больше увеличивается ее инерционная масса, тем труднее ее ускорять. Наступает момент, близкий к скорости света, когда практически вся энергия, которую вы вкачиваете в систему, проявляется в виде увеличения массы, а не скорости, и вы не можете заставить частицу двигаться еще быстрее. Лучшая идея, если вы хотите получить действительно быструю частицу с огромным количеством энергии, гораздо большей, чем может быть произведено ускорителем, — это использовать космические лучи. Космические лучи — это быстрые протоны или атомные ядра, которые были ускорены естественными явлениями, такими как взрывы сверхновых, до гораздо более высоких энергий, чем вы могли бы получить в ускорителе.

Космические лучи использовались для экспериментов с частицами, но загвоздка в том, что это случайные события, поэтому вы не знаете, где именно разместить свои детекторы частиц, чтобы перехватывать лучшие из них. Чтобы дать вам представление о том, насколько велика иногда может быть их энергия, скажем, что самые мощные частицы космических лучей обладают кинетической энергией винтовочной пули, однако атомное ядро, несущее эту энергию, настолько маленькое, что его нельзя увидеть даже в самых мощных электронный микроскоп!

Я думал, у нас нет способа отличить инертную массу от гравитационной? physlink.com/Образование/AskExperts/ae305.cfm
«Наступает момент, близкий к скорости света, когда практически вся энергия, которую вы вкачиваете в систему, проявляется в виде увеличения массы, а не скорости, и вы не можете заставить частицу двигаться еще быстрее». Это не совсем правильно. Нет точки, в которой увеличение скорости прекращается. Когда вы ускоряете ультрарелятивистское тело, его скорость, импульс и кинетическая энергия продолжают увеличиваться; скорость асимптотически возрастает к c , импульс и KE неограниченно возрастают.