Podczas gdy większość ludzi boi się masywnych asteroid lub nagłych klęsk żywiołowych, w kosmosie czai się znacznie bardziej egzotyczne – i teoretycznie znacznie bardziej śmiercionośne – zagrożenie: Pierwotne czarne dziury (PBH).
Niedawne badania naukowe wykroczyły poza badanie „spaghettyfikacji” podczas wpadania do masywnych czarnych dziur. Teraz naukowcy rozważają znacznie bardziej szczegółowy, aczkolwiek wysoce nieprawdopodobny scenariusz: co by się stało, gdyby subatomowa czarna dziura o masie asteroidy przebiła ludzkie ciało z niewiarygodną prędkością?
Czym są pierwotne czarne dziury?
W przeciwieństwie do supermasywnych czarnych dziur znajdujących się w centrach galaktyk, pierwotne czarne dziury są teoretycznymi pozostałościami początków Wszechświata. Uważa się, że powstały tuż po Wielkim Wybuchu, kiedy ekstremalna gęstość i ciśnienie sprasowały materię w maleńkie, niewiarygodnie gęste objętości.
Ważne jest, aby zrozumieć dwa krytyczne czynniki dotyczące tych obiektów:
– Masa a rozmiar: Czarna dziura o masie małej asteroidy (około 100 miliardów ton metrycznych) miałaby mniej niż jeden atom wodoru.
– Parowanie: Z powodu promieniowania Hawkinga bardzo małe czarne dziury z czasem tracą masę. Każda pierwotna czarna dziura o masie mniejszej niż miliard ton wyparowałaby dawno temu, zamieniając się w nicość. W rezultacie każda pierwotna czarna dziura, która przetrwa, będzie stosunkowo „ciężka” według standardów subatomowych.
Starcie: Kula kosmiczna
Jeśli w Ziemię uderzy czarna dziura o masie 100 miliardów ton, nie „połknie” planety. Ponieważ siła grawitacji szybko słabnie wraz z odległością, wpływ czarnej dziury staje się ekstremalny dopiero przy bardzo małych odległościach.
Poruszając się z prędkością około milionów kilometrów na godzinę, taki obiekt przeleci przez Ziemię w niecałą minutę. Zamiast końca świata jego przejście spowoduje sejsmiczną falę uderzeniową porównywalną do trzęsienia ziemi o sile 4,0 – będzie zauważalne, ale nie katastrofalne.
Czynnik ludzki
Niedawne badania opublikowane w International Journal of Modern Physics D badały wpływ pierwotnej czarnej dziury przechodzącej przez ludzkie ciało. Korzystając z modeli fizycznych podobnych do tych stosowanych w przypadku pocisków o dużej prędkości, badacze doszli do kilku zaskakujących wniosków:
- Fala uderzeniowa: Pierwotna czarna dziura o masie co najmniej 100 miliardów ton przekaże przez falę uderzeniową energię wystarczającą do spowodowania „znaczących” uszkodzeń człowieka.
- Siły pływowe: Chociaż czarne dziury słyną ze swoich „sił pływowych” (różnicy w grawitacji między głową a stopami, która rozciąga obiekty), czas potrzebny na przejście przez ludzkie ciało wynosi około mikrosekundy. Jest to zbyt szybkie, aby siły pływowe mogły rozerwać narządy lub komórki; takie biologiczne zniszczenie wymagałoby masy 100 razy większej.
- Efekt tunelowy: Ponieważ czarna dziura ma rozmiar subatomowy i porusza się tak szybko, prawdopodobnie oddziałuje tylko z niewielką liczbą atomów, pozostawiając mikroskopijny, prawie niewidoczny kanał w ciele.
Dlaczego jest to ważne dla nauki?
Chociaż idea przelatującej przez ciebie „kosmicznej kuli” jest przerażająca, służy ona znacznie ważniejszemu celowi w astrofizyce. Naukowcy badają obecnie, czy pierwotne czarne dziury mogą stanowić podstawę ciemnej materii – tajemniczej substancji, która stanowi zdecydowaną większość masy Wszechświata, ale pozostaje niewidoczna dla naszych teleskopów.
Obliczając potencjalne „uszkodzenia” lub częstotliwość takich zderzeń, badacze mogą ustalić górne limity ilości ciemnej materii, która może składać się z tych maleńkich czarnych dziur.
Werdykt: Czy powinieneś się bać?
W skrócie: nie
Matematyczne prawdopodobieństwo, że zostaniesz dotknięty przez pierwotną czarną dziurę, jest tak znikome, że wynosi praktycznie zero. Nawet jeśli pierwotne czarne dziury występują w dużych stężeniach, szacowana częstotliwość zderzeń czarnej dziury o masie 100 miliardów ton z Ziemią wynosi raz na miliard lat. W przypadku pojedynczej osoby szanse są prawie takie same, jak wygrana na loterii w przypadku trafienia piorunem podczas ataku rekina.
Wniosek: Chociaż pierwotne uderzenie czarnej dziury byłoby potężnym, wysokoenergetycznym wydarzeniem napędzanym przez fale uderzeniowe, a nie rozciąganie pływowe, astronomiczna rzadkość takich spotkań sprawia, że są one bardziej fascynującą ciekawostką teoretyczną niż prawdziwym zagrożeniem.
