Мікроскопічний жах: що станеться, якщо у вас потрапить первинна чорна діра?
У той час як більшість людей побоюються масивних астероїдів або раптових природних катастроф, в космосі таїться набагато екзотичніша — і теоретично набагато більш смертоносна — загроза: первинні чорні діри (ПЧД).
Останні наукові дослідження вийшли за межі вивчення «спагеттифікації» при падінні в потужні темні дірки. Тепер вчені розглядають набагато специфічніший, хоч і вкрай малоймовірний сценарій: що станеться, якщо субатомна чорна діра масою з астероїд прошитиме людське тіло на неймовірній швидкості?
Що таке первинні чорні дірки?
На відміну від надмасивних чорних дірок, що знаходяться в центрах галактик, первинні чорні дірки – це теоретичні залишки самої зорі Всесвіту. Вважається, що вони сформувалися одразу після Великого вибуху, коли екстремальна щільність та тиск стиснули матерію у крихітні, неймовірно щільні об’єми.
Важливо розуміти два критичні чинники, що стосуються цих об’єктів:
– Маса проти розміру: ПЧД з масою невеликого астероїда (приблизно 100 мільярдів метричних тонн) буде менше одного атома водню.
– Випаровування: Через випромінювання Хокінга дуже маленькі чорні діри з часом втрачають масу. Будь-яка ПЗД масою менше мільярда метричних тонн вже давно б випарувалася, перетворившись на ніщо. Отже, будь-яка ПЧД, що збереглася, буде відносно «важкою» за субатомними мірками.
Зіткнення: космічна куля
Якщо ПЧД масою 100 мільярдів метричних тонн вдарить по Землі, вона не проковтне планету. Оскільки сила гравітації стрімко слабшає з відстанню, вплив чорної дірки стає екстремальним лише на дуже близькій відстані.
Рухаючись зі швидкістю приблизно один мільйон кілометрів на годину, такий об’єкт пролетить скворіз Землю менш ніж за хвилину. Замість кінця світу його проходження викличе сейсмічну ударну хвилю, порівнянну із землетрусом магнітудою 4.0 – це буде помітно, але не катастрофічно.
Людський фактор
У недавньому дослідженні, опублікованому в журналі International Journal of Modern Physics D, вивчався вплив ПЧД, що проходить крізь людське тіло. Використовуючи фізичні моделі, аналогічні тим, що застосовуються при попаданні високошвидкісних куль, дослідники дійшли кількох разючих висновків:
- Ударна хвиля: ПЧД масою не менше 100 мільярдів тонн передасть через ударну хвилю достатньо енергії, щоб завдати людині «значних» ушкоджень.
- Приливні сили: Хоча чорні діри знамениті своїми «приливними силами» (різницею гравітації між вашою головою та ногами, яка розтягує об’єкти), час проходження через людське тіло становитиме приблизно мікросекунду. Це дуже швидко, щоб приливні сили могли розірвати органи чи клітини; для такого біологічного руйнування знадобилася б маса у 100 разів більша.
- ** Ефект «тунелю»: ** Оскільки чорна діра має субатомний розмір і рухається настільки швидко, вона, швидше за все, провзаємодіє лише з крихітною кількістю атомів, залишивши в тілі мікроскопічний, майже невидимий канал.
Чому це важливо для науки
Хоча ідея «космічної кулі», що пролітає крізь вас, лякає, вона є набагато важливішою метою в астрофізиці. Вчені в даний час з’ясовують, чи можуть ПЧД становити основу темної матерії таємничої субстанції, яка становить переважну частину маси Всесвіту, але залишається невидимою для наших телескопів.
Обчислюючи потенційні «збитки» або частоту таких зіткнень, дослідники можуть встановити верхні межі того, яка частина темної матерії може складатися з цих крихітних чорних дірок.
Вердикт: чи варто боятися?
Коротше кажучи: ні.
Математична можливість потрапляння під вплив ПЧД настільки мізерно мала, що вона практично дорівнює нулю. Навіть якщо ПЧД існують у високій концентрації, розрахункова частота зіткнення чорної діри масою 100 мільярдів тонн із Землею становить один раз на мільярд років. Для окремої людини шанси приблизно дорівнюють виграшу в лотерею при одночасному ударі блискавки під час нападу акули.
Висновок: Хоча удар первинної чорної діри буде потужною високоенергетичною подією, викликаною ударними хвилями, а не приливним розтягуванням, астрономічна рідкість таких зустрічей робить їх скоріше захоплюючим теоретичним курйозом, ніж реальною загрозою.
