Svi možemo pretpostaviti što bi se dogodilo da ogromna crna rupa zanese u naš Sunčev sustav... ne bi ostalo puno kad intenzivna gravitacija proždire planete i počne sisati naše Sunce. Ali što ako je crna rupa mala, možda kao ostatak Velikog praska, koja neprimjetno prolazi kroz naše susjedstvo i nema vidljiv utjecaj na lokalni prostor? Što ako ova mala singularnost padne na putanju Zemljine orbite i pogodi naš planet? O ovom čudnom događaju razmišljali su teoretski fizičari, shvaćajući kako se mala crna rupa može otkriti dok probija urednu rupu na Zemlji...
Primordijalne crne rupe (PBHs) su predviđeni proizvod Velikog praska. Zbog ogromne energije generirane na početku našeg svemira, smatra se da je stvoreno bezbroj crnih rupa. Međutim, ne očekuje se da će male crne rupe živjeti jako dugo. Kako se teoretizira da crne rupe zrače energiju, one će također izgubiti masu (prema teoriji Stephena Hawkinga, Hawkingovo zračenje ), male crne rupe će stoga vrlo brzo nestati. U dobro poznatoj publikaciji Hawkinga iz 1975. on procjenjuje minimalnu veličinu crne rupe da bi preživjela do danas. PBH bi morao biti najmanje 1012kg (to je 1.000.000.000.000 kg) mase kada je stvorena. 1012kg je zapravo prilično mala u kozmičkim standardima - Zemlja ima masu od 6×1024kg – dakle govorimo o veličini male planine.
Dakle, zamislite scenu. Zemlja (bilo koji planet u tom slučaju) sretno kruži oko Sunca. Mala primordijalna crna rupa slučajno prolazi kroz naš Sunčev sustav i preko Zemljine orbite. Svi smo svjesni kako stjenovito tijelo kao što je a Asteroid u blizini Zemlje utjecao bi na Zemlju ako bi nas pogodio, ali što bi se dogodilo da malaCrna rupa blizu Zemljeudario nas? Teoretski fizičari s Budkerovog instituta za nuklearnu fiziku u Rusiji i Znanstvenog podatkovnog centra INTEGRAL u Švicarskoj razmišljaju o istom pitanju, a u novom radu izračunavaju kako bismo mogli promatrati događaj ako se dogodi (za svaki slučaj ne znam da smo nešto pogodili!).
O PBH-ovima koji padaju u zvijezde ili planete razmišljalo se i prije. Kao prethodno pregledan u današnjem svemiru, neka promatranja planeta i zvijezda mogu se pripisati malim crnim rupama koje su zarobljene unutar gravitacijskog bunara tijela. To bi moglo objasniti neobične temperature uočene na Saturnu i Jupiteru, toplije su nego što bi trebale biti, dodatna toplinamoćbiti proizvedeni interakcijama s PBH-om koji se krije unutra. Ako je zarobljen unutar zvijezde, PBH bi mogao uzeti energiju iz nuklearnih reakcija u jezgri, što bi možda dovelo do preuranjene supernove. Ali što ako PBH putuje vrlo brzo i udari u Zemlju? To je ono na što se ovo istraživanje fokusira.
Očekivao bih neki katastrofalan, energetski događaj kada primordijalna crna rupa udari u Zemlju.Uostalom, to je crna rupa!Ali rezultati iz ovog rada su pomalo anti-klimaks, ali svejedno cool.
Proračunom odakle energija sudara može doći, istraživači mogu procijeniti kakav bi učinak sudar mogao imati. Dva glavna izvora energije bit će iz PBH koji stvarno udara u Zemljin materijal (kinetički) i iz zračenja crne rupe. Pod pretpostavkom da imamo veću vjerojatnost da ćemo udariti u mikro-crnu rupu (tj. mnogo, mnogo manju od crne rupe iz kolapsirane zvijezde) koja potječe s početka Svemira, bit će malena. Koristeći Hawkingovu 1012kg crne rupe kao primjer, crna rupa ove veličine imat će radijus od 1,5×10-petnaestmetara... to je otprilike veličina protona!
Ovo može biti jedna mala crna rupa, ali ima popriličan udarac. Ali je li to mjerljivo? Teoretizira se da PBH prolaze kroz materiju kao da je nema, ali ostavit će trag. Kako mali entitet leti kroz Zemlju nadzvučnom brzinom, ispumpat će zračenje u obliku elektrona i pozitrona. Ukupna energija koju stvara PBH otprilike je jednaka energiji proizvedenoj detonacijom jedne tone TNT-a, ali ta energija jeukupnoenergiju koju taloži na svom putu kroz promjer Zemlje, a ne energiju koju proizvodi pri udaru. Dakle, ne očekujte veličanstvenu eksploziju, imali bismo sreću da vidimo iskru kad padne na tlo.
Sve nade da će se otkriti tako mali udar crne rupe su male, jer bi generirani seizmički valovi bili zanemarivi. Zapravo, jedini dokaz da crna rupa ove veličine prolazi kroz planet bit će oštećenje zračenja duž mikroskopskog tunela koji prolazi s jedne strane Zemlje na drugu. Kao što je hrabro rekao ruski/švicarski tim:
'Stvara dugu cijev od jako oštećenog zračenjem materijala, koji bi trebao ostati prepoznatljiv za geološko vrijeme.” – Khriplovič, Pomeranski, Produit i Ruban, iz rada: “ Može li se otkriti prolaz male crne rupe kroz Zemlju? '
Kako se ovo istraživanje usredotočuje na sićušnu, primordijalnu crnu rupu, bilo bi zanimljivo istražiti učinke veće crne rupe na udar – možda onaj s masom Zemlje i radijusom loptice za golf...?
Izvorni rad: arXiv
