几十年来，现代物理学一直存在两个解释宇宙现象的体系，一个是量子力学理论，它详细而又巧妙地解释了宇宙中波和粒子的性质；另一个是广义相对论，它将时间和空间结合成一个连续统一体，科学地解释了行星运动和宇宙膨胀理论。

科学家们认识到要想全面、准确地理解宇宙必须将两个体系结合起来，将它们合二为一，这样才能更准确地解释宇宙现状。然而这两个体系都具有各自的独立性。科学家们所面临的挑战就是要努力找出量子力学和广义相对论在宇宙中的共同作用点。

要解决这一问题就必须将大量物质压缩成一个极小的体积。然而，宇宙为基础物理学提供了一个自然实验室——黑洞。

黑洞是死亡恒星引力崩溃的产物。更准确地说，黑洞是个无底的时空深渊，它能吞掉任何质量的物质。被黑洞吞进去的物质逐渐被压缩进一个叫作“奇点”的极小中心区域内。就我们目前所掌握的知识来看，“奇点”是一个密度无穷大、体积无穷小的点。

科学家对黑洞中心区域的怀疑就像早期航海家对地图的怀疑一样，如果让我们解释“奇点”这一概念，我们说它难以理解，那么我们对“奇点”的理解方式就肯定存在问题。在黑洞深处的中心区域或许存在着量子力学和广义相对论在极端条件下能够结合在一起的未知线索。

不幸的是，在实际观察黑洞方面始终存在着一个无法解决的难题，我们无法直接看到黑洞中心附近的情况。大家知道，黑洞能将光吞噬，这样它就断绝了与宇宙其余部分的联系。光接近黑洞时，能够最后看到它的那个界面被称作“视界”，一旦越过“视界”就什么也看不见了。似乎我们没有任何办法来了解黑洞内部的情况，因为没有什么信号能从里面逃逸出来。

情况果真如此吗？20世纪70年代，著名天文学家斯蒂芬 · 霍金认为黑洞会辐射能量，最终它会被完全“蒸发"掉。黑洞会一直不断地逐渐地将它的能量散发掉，直到最后发生一次放射性大爆发而灭亡。

由粒子提供能量的光柱包围了中心黑洞, 使天鹅座A 射电星系在发光

科学家认为黑洞最后死亡的瞬间可能会非常明亮。黑洞会以什么方式死亡以及“霍金辐射”究竟能给我们提供多少有关黑洞中心区域的情况资料都有待于科学家们去研究去观察。

有两个难以跨越的障碍使我们无法看到黑洞的最后死亡。一个障碍是离我们最近的黑洞也要以光年来计，而要对“霍金辐射”作准确测量几乎是不可能的。另一个障碍是黑洞会将大量的时间蒸发掉，时间与黑洞的质量成正比。即使是相对较小的恒星级黑洞也要比宇宙的寿命长，至于银河系中心区域的超级黑洞恐怕会成为宇宙的最后存在物，它的死亡年龄在一万万万万万万万万万亿年以后（抱歉，我不得不这样说，这是对一颗超巨黑洞寿命的实际估计）。

你能等那么长时间吗？对“霍金辐射”和蒸发的最佳观测办法是制造一种比自然生成的黑洞距离近得多、质量小得多的黑洞。那种认为必须用大量物质才能制造一个黑洞的看法是一种常识性错误。任何质量的物质只要你能将它压缩到一个足够小的空间内，它就会成为一个黑洞。一个相当于10亿颗太阳质量的超巨黑洞可能会有太阳系那么大，如果你能将地球压缩到一个子弹球那么大的体积，地球就会成为一个黑洞。甚至一个人也可以把他变成一个黑洞，只要你能把他压缩到一个电子那么大。

科学家们循着这一理论线索不可避免地会得出这样一个结论：如果我们要想观察黑洞和黑洞辐射现象，就必须在实验室里制造黑洞。目前还没有哪种技术能够将普通物质压缩成黑洞那么密的物质，然而有一种简单办法可以做到这一点。爱因斯坦认为物质和能量可以相互转换，据此我们可以将大量的能量压缩一个极小的体积。进行这样的试验，我们有一个现成的东西可以利用：粒子加速器。

科学家们相信，他们可以利用新式核粒子加速器（这部装置将在未来五年内问世）按照设计要求制造出一定质量的黑洞来。某些科学家估计，欧洲核子研究中心的新式大型强子对撞机（LHC）将能够以每秒平均一个的速度制造黑洞。

大型强子对撞机将撞击质子和反质子，强力碰撞将会产生极高的温度和能量，这足以毁灭质量仅相当于几百个质子的许许多多的黑洞。体积极小的微型黑洞将会不断地蒸发，我们只有通过微型黑洞死亡前的“霍金辐射”爆发才能觉察出它们的存在。

科学家们通过观察“霍金辐射”究竟要达到一个什么目的呢？首先“霍金辐射”是否含有形成初始黑洞的那些粒子的相关信息现在仍是一个很大的谜，科学家们希望能揭开这个谜。这些粒子带有电荷，能自旋，并且具有黑洞无法抹掉的其他基本特征。其次，弄清黑洞的死亡方式可能会使我们看到一个更高的空间维度。关于宇宙大爆炸的最新研究以及对宇宙最初形成时刻的研究都表明，宇宙中存在着比我们的四维空间（三维空间+时间）更多的空间。

不知由于什么原因，其他的空间并没有与我们的四维空间一起膨胀，而是以非常小的规模不断“滚动上升”。这些额外空间可能仍然很重要，在黑洞“奇点”附近区域内我们可以感受到它的存在。事实上，这些较高的空间或许能为我们揭开黑洞“奇点”的神秘面纱。“奇点”可能并不是一个体积无穷小、密度无穷大的点，“奇点”区域可能有大量的空间，这些空间是由额外空间提供的。

科学家已经知道这些空间是如何影响“霍金辐射”的温度和强度的。目前我们首先要做的就是尽快启动加速器，通过试验来检验这些理论的正确与否。

有人可能会为此担心，他们认为制造人造黑洞可不是一个好主意，在实验室里制造人造黑洞的想法必须打住。否则，终会有一天报纸上头版头条会登出这样一条爆炸性新闻“从实验室里逃出来的人造黑洞吃掉了整个芝加哥”。如果发生这种事情那还得了！

这种担心实际上是多余的，制造人造黑洞并不会带来什么风险，至少用大型强子对撞机制造黑洞不会有风险。欧洲粒子物理研究所制造的黑洞比一个原子核还要小几百万倍，小到不能吞噬任何物质。它们的存在时间比一秒钟要短得多，短到即使它们想吞吃周围物质也来不及。

如果我们的解释能让你打消顾虑，那我们不妨就给大型强子对撞机接通电源，准备对我们以前从未看到过的宇宙进行一番细致而认真的观察，那或许是一件非常惬意的事情！

[Christlan Science Monitor，2003年5月23日]