Что, если крошечная черная дыра пронзит ваше тело? Физик посчитал

Если вы когда-нибудь задавались вопросом, что на самом деле произошло бы, если бы микроскопическая черная дыра прошла туннелем прямо через ваше тело, ответы наконец-то получены.

И что удивительно, ущерб будет довольно незначительным – по крайней мере, ниже определенной массы. На самом деле, худшее из этого может произойти от ударной волны, прорывающей вашу плоть, во многом похожей на баллистический шок, нанесенный пулей.

Согласно новому анализу физика Роберта Шеррера из Университета Вандербильта в США, даже черная дыра массой 100 миллиардов тонн нанесет меньший ущерб, чем снаряд калибра 0,22.

Связанный: Новая статья говорит, что одна темная материя Кандидат никого не убил

«Недавние наблюдения гравитационного излучения от слияния черных дыр, а также новые изображения черных дыр возродили интерес к теме черных дыр в целом», — говорит Шеррер.

«Кроме того, я вспомнил, как в 1970-х годах читал научно-фантастический рассказ, в котором кто-то умирает от прохождения через них черной дыры — я хотел посмотреть, возможно ли это».

Крошечные черные дыры субзвездные массы представляют собой возможное объяснение загадочной темной материи, ответственной за избыточную гравитацию, которую мы видим во Вселенной.

Эти так называемые первичные черные дыры могли образоваться только одним способом: из чрезвычайной сверхплотности в ранней Вселенной, в первые моменты после Большого взрыва.

Они не являются ведущими кандидатами на роль темной материи, поскольку ученые считают, что условия, необходимые для их образования, были бы редкими, даже в турбулентности, которая доминировала во Вселенной в начале время.

Если они существуют, их вклад ничтожен; тем не менее, они возможны, и эта возможность, естественно, вызывает вопросы.

Некоторые из этих вопросов включают в себя вероятность того, что одна из этих черных дыр поразит человека, насколько велика она должна быть, чтобы нанести ущерб, и как будет выглядеть этот ущерб – поэтому Шеррер приступил к выполнению расчетов.

И вот здесь это становится по-настоящему ошеломляющим. Минимальная масса первичной черной дыры, которая может нанести значительный ущерб при прохождении через ваше тело, составляет около 140 квадриллионов граммов – около 140 миллиардов метрических тонн, что примерно в семь раз тяжелее астероида Тутатис.

При такой массе черная дыра крошечная, ее шварцшильдовский диаметр составляет всего 0,4 пикометра. Диаметр атома водорода для контекста составляет около 106 пикометров.

Таким образом, если крошечная черная дыра пролетит сквозь нее со скоростью около 200 километров (124 миль) в секунду, она не будет сильно взаимодействовать с тканями вокруг нее, обнаружил Шеррер.

Однако эта скорость значительно превышает скорость звука в сухом воздухе, и сверхзвуковой удар, возникающий вслед за черной дырой, разорвет плоть жертвы. как сверхзвуковой удар пули калибра 0,22.

Но это не единственный способ, которым черная дыра достаточной массы может потенциально навредить вам. Черные дыры оказывают гравитационное притяжение на объекты, которые находятся достаточно близко, чтобы на них можно было воздействовать, но это притяжение распределяется неравномерно.

Часть, которая находится ближе к черной дыре, притягивается сильнее, в результате чего возникает градиент, который мы называем приливной силой. Приливная сила растягивает объекты и разрывает их на части — процесс, известный как спагеттификация.

Однако гравитация слаба. Силы, удерживающие вашу плоть, и составляющие ее атомы сильнее гравитации в этих масштабах. Каждый день вы существуете на планете, масса которой составляет почти 6 секстиллионов метрических тонн, и ваши клетки не разваливаются.

Чтобы приливные силы первичной черной дыры могли серьезно повредить ваше тело, она должна иметь массу не менее 7 квинтиллионов граммов или 7 триллионов метрических тонн, чтобы воздействовать на самую чувствительную ткань человеческого тела: мозг.

Это сравнимо с массой астероида. Ирис.

По теме: Крошечные черные дыры могут проноситься сквозь нашу Солнечную систему, вызывая колебание Марса

Только при этом минимальном пороге гравитация черной дыры будет достаточно массивной, чтобы растянуть и спагеттизировать ваши ткани в значительно разрушительных масштабах – к этому моменту сверхзвуковой след, вероятно, сам по себе нанесет достаточный ущерб.

В любом случае, вам, вероятно, не придется хорошо проводить время. Но это не так плохо, как черная дыра, полностью пожирающая вас изнутри, как будто они могут поедать звезды.

Впрочем, вам не о чем беспокоиться. Учитывая нехватку этих черных дыр (если они вообще существуют), Шеррер оценил, что частота столкновений людей с черными дырами составляет примерно один раз в квинтиллион лет или около того, что во много раз превышает нынешний возраст Вселенной в 13,8 миллиардов лет.

Человечество, вероятно, даже не просуществует достаточно долго, чтобы такое столкновение произошло. Вполне возможно, что сама Вселенная не просуществует так долго.

«Первичные черные дыры теоретически возможны, но они могут даже не существовать», — говорит Шеррер.

«Достаточно большая первичная черная дыра, размером с астероид или больше, могла бы причинить серьезную травму или смерть, если бы прошла через вас. Она вела бы себя как выстрел.

«Меньшая первичная черная дыра могла бы пройти через вас, а вы даже не стали бы заметьте это. However, the density of these black holes is so low that such an encounter is essentially never going to happen.»

Sleep tight!

The analysis has been published in the International Journal of Modern Physics D.