Ist es möglich, zwei gleich geladene Teilchen so stark zusammenzudrücken, dass sie zu einem Schwarzen Loch werden?

Im Prinzip ja, aber in der Praxis übersteigt es unsere derzeitigen Möglichkeiten bei weitem.

Das Problem ist, dass ein geladenes Schwarzes Loch einen Schwarzschild-Radius größer als haben muss$2r_Q$, Wo$r_Q$wird gegeben von:

$$r_Q = \sqrt{\frac{Q^2 G}{4\pi\varepsilon_0 c^4}}$$

Wenn das nicht stimmt, ist das Schwarze Loch superextrem und das bedeutet (wahrscheinlich) dass es instabil ist. Für zwei kollidierende Elektronen wird die Ladung sein$2e$, also wird die Bedingung:

$$r_s = \frac{2GM}{c^2} \ge 2\sqrt{\frac{4e^2 G}{4\pi\varepsilon_0 c^4}}$$

oder:

$$M \ge \sqrt{\frac{4e^2}{4\pi\varepsilon_0 G}}$$

und der niedrigste Wert von$M$funktioniert ungefähr$3.7 \times 10^{-9}$kg oder ca$2 \times 10^{27}$eV. Sie müssten also Ihre beiden Elektronen mit einer Schwerpunktsenergie von mindestens 2000 Yottavolt kollidieren lassen, um ein stabiles Schwarzes Loch zu erhalten. Es wird eine Weile dauern, bis wir dazu kommen, einen so leistungsstarken Beschleuniger zu bauen.

Selbst wenn wir einen so starken Beschleuniger hätten, gibt es eine weitere Einschränkung, über die wir uns Sorgen machen müssen. Wenn wir die beiden Elektronen nicht innerhalb eines kleinen Bruchteils des Schwarzschild-Radius anordnen können, hätte das resultierende Schwarze Loch einen Drehimpuls ungleich Null, was es eher zu einem Kerr-Newman-Schwarzen Loch als zu einem Reissner-Nordstrom machen würde. Wir müssten uns dann darum kümmern, den Drehimpuls klein genug zu bekommen, damit das KN-Schwarze Loch nicht extrem ist. Ich überlasse es dem Leser als Übung, herauszufinden, wie genau die Ausrichtung sein muss.