Що станеться, якщо крихітна чорна діра зіштовхнеться з людиною

Якою повинна бути чорна діра, щоб убити людину

Очевидно, що досить велика чорна діра може вбити людину чи тварину. Але теоретично існують діри з масою одного атома водню, чого явно мало, щоб відчути якийсь ефект. Наука говорить, що відповідь криється в критичній масі: повинен існувати якийсь поріг, при якому чорні діри стають загрозою. Це питання розглядається нещодавній статті Роберта Дж. Шеррера, яка поки що опублікована на сервері препринтів arXiv.org, очікуючи на рецензування, повідомляє 24 Канал.

Дослідження зосереджується на так званих первісних чорних дірах, оскільки саме вони, за теорією, мають необхідні для нашої гіпотетичної ситуації розміри. Це теоретичні тіла, які могли утворитися в перші моменти існування Всесвіту й були б набагато меншими, ніж сучасні чорні діри зоряної маси. Вони важили в діапазоні від маси атома до маси, що в кілька разів перевищує масу Землі. Астрономи ніколи не знаходили первісних чорних дір, але й не повинні були б, якщо вірити нашим теоретичним моделям. Наприклад, будь-яка первісна чорна діра, менша за 1012 кілограмів, уже давно випарувалася б завдяки випромінюванню Гокінга.

Все, що було б більшим за 1020 кілограмів, повинно викликати ефект гравітаційного лінзування (викривлення світла). Оскільки ми досі не виявили цих ефектів лінзування, то є три варіанти пояснення: або ці діри були менші й уже випарувалися, або вони надзвичайно рідкісні, або вони взагалі не існують.

Деякі теоретичні моделі стверджують, що первісні чорні діри можуть бути джерелом темної матерії. Якщо це так, кажуть учені, то межі спостережень обмежують їхню масу діапазоном 1013-1019 кілограмів, що подібно до діапазону маси астероїдів.

Дослідження зосереджується на цьому діапазоні й розглядає два ефекти, які ці діри можуть спричинити: приливні сили та ударні хвилі.

Приливні сили

Приливні сили виникають тому, що чим ближче ви наближаєтесь до маси, тим сильніше відчуваєте її гравітацію. Це означає, що чорна діра чинить на об'єкт різницю сил, коли вона наближається. Питання в тому, чи ця різниця сил достатньо сильна, щоб розірвати тіло на частини.

• Чорні діри масою з астероїд мають розмір менше мікрометра в поперечнику. Її приливні сили охопили б крихітну ділянку простору. Якби така діра пройшла крізь тіло чи кінцівки, це могло б спричинити деякі локальні пошкодження, але нічого смертельного. Це, ймовірно, було б схоже на укол голкою.
• Але якби чорна діра пройшла крізь голову, це була б зовсім інша історія. Приливні сили могли б розірвати клітини мозку, що було б набагато серйозніше. Оскільки клітини мозку дуже делікатні, навіть різниця сил у 10-100 наноньютонів може вбити. Але для цього потрібна чорна діра на найвищому кінці досліджуваного діапазону мас.

Ударні хвилі

Ударні хвилі були б набагато небезпечнішими. Входячи в тіло, чорна діра створила б хвилю густини, яка пронизала б людину наскрізь. Ці ударні хвилі фізично пошкодили б клітини й передали б теплову енергію, яка завдала б іще більшої шкоди. Щоб створити ударну хвилю з енергією, подібною до енергії кулі 22-го калібру, чорній дірі потрібна була б лише маса 1,4 x 1014 кілограми, що цілком у межах діапазону можливих первинних чорних дір.

Але чи варто боятися

З огляду на все це, первісна чорна діра дійсно може вбити людину чи тварину за певних умов. Однак яка ймовірність цього?

Вчені кажуть, що це навряд чи колись станеться в реальному житті. Навіть якщо первинні чорні діри масою з астероїда існують, їхня кількість у порівнянні з безмежністю космосу означає, що ймовірність того, що це станеться з кимось, становить менше ніж один до 10 трильйонів.