Физик подсчитал, что произойдёт, если через ваше тело пролетит маленькая чёрная дыра

3 мин
65K
Научно-популярноеФизикаЗдоровьеАстрономияБудущее здесь






Согласно новому анализу физика Роберта Шеррера из Университета Вандербильта в США, чёрная дыра весом 100 миллиардов тонн нанесёт меньший ущерб, чем пуля калибра 0,22, пройдя насквозь.
При этом ущерб будет довольно незначительным. Наибольший ущерб нанесёт ударная волна, прорывающаяся через вашу плоть, подобно баллистическому удару, наносимому пулей.
Крошечные чёрные дыры с массой меньше звёздной представляют собой один из вариантов объяснения загадочной тёмной материи, ответственной за избыточную гравитацию, которую мы наблюдаем во всей Вселенной. Эти так называемые первичные чёрные дыры могли образоваться только одним способом: из-за чрезмерной плотности в ранней Вселенной, в первые мгновения после Большого взрыва.
Они не являются ведущим кандидатом на роль тёмной материи, потому что учёные считают, что условия, необходимые для их образования, были бы редкими даже в условиях турбулентности, которая доминировала во Вселенной в то время. Если они действительно 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 чёрных дыр ударит по человеку, какого размера она должна быть, чтобы нанести ущерб, и как будет выглядеть этот ущерб.
Оказалось, что минимальная масса первичной чёрной дыры, способной нанести значительный ущерб при прохождении через ваше тело, составляет около 140 квадриллионов граммов — примерно 140 миллиардов метрических тонн, что примерно в семь раз тяжелее астероида Туататис. При такой массе чёрная дыра будет крошечной, с диаметром Шварцшильда всего 0,4 пикометра. Для сравнения: диаметр атома водорода составляет около 106 пикометров.
Таким образом, если крошечная чёрная дыра пролетит сквозь ваше тело со скоростью около 200 километров в секунду, она не будет сильно взаимодействовать с окружающими тканями, обнаружил Шеррер.
Однако эта скорость значительно превышает скорость звука в сухом воздухе, и сверхзвуковой удар, возникающий вслед за чёрной дырой, разорвёт плоть, как сверхзвуковой удар пули калибра 0,22.
Но это не единственный способ, которым чёрная дыра достаточной массы может потенциально нанести вам вред. Чёрные дыры оказывают гравитационное притяжение на объекты, которые приближаются к ним настолько, что подвергаются его воздействию, но это притяжение распределяется неравномерно.
Часть, которая находится ближе к чёрной дыре, подвергается более сильному притяжению, что приводит к возникновению градиента, который мы называем приливной силой. Приливная сила растягивает объекты и разрывает их на части, этот процесс известен как «спагеттификация».
Однако гравитация – штука слабая. Силы, удерживающие вашу плоть и составляющие её атомы, сильнее гравитации в этих масштабах. Вы каждый день живёте на планете, масса которой составляет почти 6 секстиллионов метрических тонн, и ваши клетки не разваливаются.
Чтобы приливные силы первозданной чёрной дыры нанесли серьёзный ущерб вашему телу, её масса должна составлять не менее 7 квинтиллионов граммов, или 7 триллионов метрических тонн, чтобы повлиять на самую чувствительную ткань в человеческом теле: мозг. Это сопоставимо с массой астероида Ирис.
Только при этом минимальном пороге гравитация чёрной дыры будет достаточно серьёзной, чтобы растянуть и спагеттифицировать ваши ткани в значительной степени, нанося ущерб, — к этому моменту её сверхзвуковой след, вероятно, уже нанесёт достаточно ущерба сам по себе.
Впрочем, вам не о чем особо беспокоиться. Учитывая редкость этих чёрных дыр — если они вообще существуют — Шеррер оценил частоту столкновений чёрных дыр с людьми примерно как один раз в квинтиллион лет — что в разы превышает нынешний возраст Вселенной, равный 13,8 миллиардам лет.