Μπορούμε όλοι να μαντέψουμε τι θα συνέβαινε εάν μια μαζική μαύρη τρύπα παρασυρθεί στο ηλιακό μας σύστημα… δεν θα έμενε πολύ όταν η έντονη βαρυτική έλξη καταναλώσει τους πλανήτες και αρχίσει να απορροφά τον Ήλιο μας. Τι γίνεται όμως αν η μαύρη τρύπα είναι μικρή, ίσως απομείνει από το Big Bang, περνώντας απαρατήρητη από τη γειτονιά μας, χωρίς να έχει παρατηρήσιμο αντίκτυπο στον τοπικό χώρο; Τι γίνεται αν αυτή η μικρή μοναδικότητα πέσει στο μονοπάτι της Γης σε τροχιά και χτυπήσει τον πλανήτη μας; Αυτό το περίεργο γεγονός έχει μελετηθεί από τους θεωρητικούς φυσικούς, καταλαβαίνοντας πώς θα μπορούσε να ανιχνευθεί μια μικρή μαύρη τρύπα καθώς διατρυπά μια καθαρή τρύπα μέσα από τη Γη…
Οι αρχέγονες μαύρες τρύπες (PBHs) είναι ένα προβλεπόμενο προϊόν του Big Bang. Λόγω της τεράστιας ενέργειας που παράγεται στην αρχή του Σύμπαντός μας, πιστεύεται ότι έχουν δημιουργηθεί αμέτρητες μαύρες τρύπες. Ωστόσο, οι μικρές μαύρες τρύπες δεν αναμένεται να ζήσουν πολύ καιρό. Καθώς οι μαύρες τρύπες θεωρούνται ότι ακτινοβολούν ενέργεια, θα χάσουν επίσης μάζα (σύμφωνα με τη θεωρία του Stephen Hawking, Ακτινοβολία HawkingΕπομένως, οι μικρές μαύρες τρύπες θα εξαφανιστούν πολύ γρήγορα. Σε μια γνωστή δημοσίευση του 1975 από τον Hawking, εκτιμά το ελάχιστο μέγεθος που πρέπει να έχει μια μαύρη τρύπα για να επιβιώσει μέχρι σήμερα. Το PBH θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 1012kg (δηλαδή 1.000.000.000.000 kg) μάζα όταν δημιουργείται. 1012Το κιλό είναι στην πραγματικότητα αρκετά μικρό σε κοσμικά πρότυπα - η Γη έχει μάζα 6Ã - 1024kg - οπότε μιλάμε για το μέγεθος ενός μικρού βουνού.
Λοιπόν, φανταστείτε τη σκηνή. Η Γη (οποιοσδήποτε πλανήτης για αυτό το θέμα) περιστρέφεται ευτυχώς στον Ήλιο. Μια μικρή αρχέγονη μαύρη τρύπα τυχαίνει να περνά μέσα από το ηλιακό μας σύστημα και σε τροχιά της Γης. Όλοι γνωρίζουμε πώς ένα βραχώδες σώμα, όπως ένας αστεροειδής κοντά στη γη, θα επηρέαζε τη Γη εάν μας έπληττε, αλλά τι θα συνέβαινε εάν ένα μικρό Κοντά στη Γη Μαύρη τρύπα χτυπήστε μας; Οι θεωρητικοί φυσικοί από το Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής του Budker στη Ρωσία και το Κέντρο Επιστημονικών Δεδομένων INTEGRAL στην Ελβετία, έχουν σκεφτεί το ίδιο ερώτημα και σε μια νέα εργασία υπολογίζουν πώς θα μπορούσαμε να παρατηρήσουμε το συμβάν εάν συνέβη (ακριβώς σε περίπτωση που δεν το κάναμε) Δεν ξέρουμε ότι έχουμε χτυπήσει κάτι!).
Τα PBH που πέφτουν σε αστέρια ή πλανήτες έχουν σκεφτεί στο παρελθόν. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως στο Space Magazine, ορισμένες παρατηρήσεις των πλανητών και των αστεριών θα μπορούσαν να αποδοθούν σε μικρές μαύρες τρύπες που παγιδεύονται μέσα στο βαρυτικό πηγάδι του σώματος. Αυτό μπορεί να εξηγήσει τις ασυνήθιστες θερμοκρασίες που παρατηρούνται στον Κρόνο και τον Δία, είναι θερμότερες από την κανονική, η επιπλέον θερμότητα θα μπορούσε παράγεται από αλληλεπιδράσεις με ένα PBH που κρύβεται μέσα. Εάν παγιδευτεί μέσα σε ένα αστέρι, ένα PBH μπορεί να πάρει ενέργεια από τις πυρηνικές αντιδράσεις στον πυρήνα, ίσως φέρνοντας μια πρόωρη σουπερνόβα. Τι γίνεται όμως αν το PBH ταξιδεύει πολύ γρήγορα και χτυπά τη Γη; Σε αυτό επικεντρώνεται αυτή η έρευνα.
Θα περίμενα κάποιο καταστροφικό, ενεργητικό γεγονός, καθώς μια αρχέγονη μαύρη τρύπα χτυπά τη Γη. Σε τελική ανάλυση, είναι μια μαύρη τρύπα! Αλλά τα αποτελέσματα από αυτό το άρθρο είναι λίγο αντι-κορύφωση, αλλά δροσερό το ίδιο.
Υπολογίζοντας από πού μπορεί να προέρχεται η ενέργεια από τη σύγκρουση, οι ερευνητές μπορούν να εκτιμήσουν ποια επίδραση μπορεί να έχει η σύγκρουση. Οι δύο κύριες πηγές ενέργειας θα είναι από το PBH που χτυπά πραγματικά το υλικό της Γης (κινητικό) και από την ακτινοβολία των μαύρων οπών. Υποθέτοντας ότι έχουμε περισσότερες πιθανότητες να χτυπήσουμε μια μικρο-μαύρη τρύπα (δηλ. Πολύ, πολύ μικρότερη από μια μαύρη τρύπα από ένα καταρρέκτη αστέρι) που προέρχεται από την αρχή του Σύμπαντος, θα είναι μικροσκοπική. Χρησιμοποιώντας το Hawking's 1012kg μαύρη τρύπα για παράδειγμα, μια μαύρη τρύπα αυτού του μεγέθους θα έχει ακτίνα 1,5Ã - 10-15 μέτρα… αυτό είναι περίπου το μέγεθος ενός πρωτονίου!
Αυτό μπορεί να είναι μια μικροσκοπική μαύρη τρύπα, αλλά συσκευάζεται αρκετά. Είναι όμως μετρήσιμο; Τα PBH θεωρούνται ότι φεύγουν κατευθείαν από την ύλη σαν να μην ήταν εκεί, αλλά θα αφήσει ένα σημάδι. Καθώς η μικροσκοπική οντότητα πετάει μέσα από τη Γη με υπερηχητική ταχύτητα, θα αντλεί ακτινοβολία με τη μορφή ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων. Η συνολική ενέργεια που δημιουργείται από ένα PBH ισούται περίπου με την ενέργεια που παράγεται από την έκρηξη ενός τόνου TNT, αλλά αυτή η ενέργεια είναι η σύνολο ενέργεια που εναποτίθεται κατά μήκος της διαμέτρου της Γης και όχι της ενέργειας που παράγει σε κρούση. Επομένως, μην περιμένετε μια υπέροχη έκρηξη, θα ήμασταν τυχεροί που βλέπουμε μια σπίθα καθώς χτυπά το έδαφος.
Οποιεσδήποτε ελπίδες για ανίχνευση τόσο μικρής πρόσκρουσης μαύρης τρύπας είναι λεπτές, καθώς τα σεισμικά κύματα που δημιουργούνται θα ήταν αμελητέα. Στην πραγματικότητα, η μόνη ένδειξη μιας μαύρης τρύπας αυτού του μεγέθους που διέρχεται από τον πλανήτη θα είναι η ζημιά από την ακτινοβολία κατά μήκος της μικροσκοπικής σήραγγας που διέρχεται από τη μία πλευρά της Γης στην άλλη. Όπως δήλωσε με τόλμη η ρωσική / ελβετική ομάδα:
“Δημιουργεί έναν μακρύ σωλήνα από πολύ ακτινοβολούμενο υλικό που έχει υποστεί ζημιά, ο οποίος θα πρέπει να παραμένει αναγνωρίσιμος για γεωλογικό χρόνο."- Khriplovich, Pomeransky, Produit και Ruban, από το χαρτί:" Μπορεί κάποιος να εντοπίσει το πέρασμα μιας μικρής μαύρης τρύπας μέσω της Γης; "
Καθώς αυτή η έρευνα επικεντρώνεται σε μια μικροσκοπική, αρχέγονη μαύρη τρύπα, θα ήταν ενδιαφέρον να διερευνήσουμε τα αποτελέσματα μιας μεγαλύτερης μαύρης τρύπας στον αντίκτυπο - ίσως ένα με τη μάζα της Γης και την ακτίνα μιας μπάλας γκολφ…;
Βασικό έγγραφο: arXiv
