28.09.2021
первобытные черные дыры

Смерть от первобытной черной дыры - фантастика?

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

В первые мгновения существования Вселенной плотность энергии в определенных ее участках должна была бы быть настолько высокой, что эти участки могли сколапсировать в черные дыры, пишет Эви Лоеб для Scientific American.

Небольшие отклонения, которые обычно наблюдают в реликтовом излучении – тусклом послесвете Большого Взрыва, - когда-то давно имели гораздо большую амплитуду. Можно предполагать, что в отдельных случаях флуктуации плотности были такими, что из них образовались черные дыры. Хотя это пока только гипотеза, есть основания предполагать, что загадочная темная материя – один из компонентов Вселенной, который не излучает и не рассеивает света, хотя и составляет, по подсчетам, 26,8% его массы, образована именно из таких первичных черных дыр (ПЧД).

О том, что темная материя существует, нам известно прежде всего по ее гравитационному воздействию на видимое вещество. Поиски гипотетических частиц темной материи – как с помощью космических обсерваторий, так и в лабораторных экспериментах – пока не дали результатов. Так, может быть, эту невидимую массу образуют множество небольших черных дыр, которые являются реликтами с первых мгновений существования Вселенной? Астрофизические расчеты исключают такую возможность, если такие дыры являются либо очень большими, либо слишком малыми. Однако они установят вероятностную шкалу их массы, что лежит в диапазоне от одной миллиардной до одной тысячной массы Луны. Это такая же масса, как у астероидов размером от одной до сотни миль.

Шестьдесят шесть миллионов лет назад один из таких астероидов упал на Землю и вызвал вымирание динозавров и 75% всех тогдашних видов. Это событие до сих пор напоминает нам, что небо тоже является источником опасностей. Мы можем уберечься от будущих столкновений с астероидами, ища солнечный свет, который отражается от их поверхностей, когда они приближаются к Земле. В 2005 году Конгресс США обязал НАСА обнаружить 90% всех объектов размером более 140 метров, находящихся неподалеку от нашей планеты, что примерно в сто раз меньше небесного тела, которое образовало кратер Чиксулуб.

Выполнение этого правительственного поручения возложено на два телескопа – Pan STARRS и перспективный большой синоптический обзорный телескоп им. Веры Рубин. Эти обсерватории используют Солнце как «фонарь», освещающий темные окрестности возле нашей планеты. Благодаря этой системе оповещения мы надеемся увидеть нежелательных космических гостей еще до того, как они врежутся у нас на сногсшибательной скорости. Но ПЧД не отражают солнечного света, поэтому заранее заметить их невозможно. Они разве что слабо светятся радиацией Хокинга, однако их яркость должна быть меньше, чем у миниатюрной лампочки мощностью 0,1 ватта, что немного как для массы, равной одной миллионной масс Луны.

Но надо ли нам их бояться?

Если то, что мы называем «темной материей», и впрямь является мириадами таких миниатюрных черных дыр, то можно поразмышлять об угрозе, которую они несут для жизни на Земле. Если одна из таких дыр попадет в наше тело, то их контакт будет встречей очень древнего объекта, который возник только в первую фемтосекунду после Большого взрыва, с очень новым – вершиной сложной биохимии, образовавшейся на 13,8 млрд лет позже. Хотя такая здыбанка и в самом деле могла бы стать невероятным контактом ранней Вселенной с поздней, я бы не хотел ее попробовать на себе.

Дело в том, что верхняя граница ПЧД должна была бы составлять одну тысячную массы Луны. Хотя меньшие ПЧД должны встречаться чаще, но их эффект должен быть не таким драматичным. Такая дыра должна быть только в тысячу раз больше атома.

Можно ожидать, что, пройдя сквозь наше тело, такой объект оставит в нем лишь микроскопическое отверстие, словно высокоэнергетическая частица. Но нужно учитывать то, что ПЧД имеет огромную гравитацию. Попав в человеческое тело, она заставит его сжиматься сразу на несколько дюймов. Если такая дыра движется со скоростью 100 миль в секунду, равной скорости гало из темной материи Млечного Пути, то сжатие продлится лишь около 10 микросекунд. Попав в организм человека, ПЧД будет вести себя в нем, как миниатюрный пылесос с гиганской силой всасывания, что моментально деформирует все наши мышцы, кости, кровеносные сосуды и внутренние органы. Такая мгновенная деформация тела обусловит резкую боль и почти мгновенную смерть. Но может ли такое событие с кем-то из нас случиться?

К счастью, приблизительные расчеты показывают, что переживать из-за этого не нужно. Если и в самом деле темная материя образована из миниатюрных черных дыр, то шансы, что одна из них пройдет сквозь нас в течение нашей жизни, составляет всего 1 к 1026. Учитывая то, что на Земле живут 8 млрд людей, то шансы, что хотя бы кто-то из них встретится с таким объектом в течение своей жизни, составляют 10-16. Если нынешняя численность населения будет существовать еще в течение миллиарда лет, то вероятность, что у хотя бы одного человека за весь этот период попадет первобытная черная дыра, составляет одну миллиардную. Если же представить, что вокруг всех звезд в видимой Вселенной живут такие человеческие популяции, как население Земли, то можно ожидать, что примерно триллион человек должен был бы погибнуть таким образом. Можно вполне смело предполагать, что ни один из нас не входит в этот триллион. Правда, статистика может быть иной в мультивселенной, тем более если там существуют более опасные типы темной материи.

Впрочем, возможно, что невидимые объекты на задворках Солнечной системы, в частности гипотетическая Девятая планета, являются первобытными черными дырами. В недавней статье, которую я написал вместе со студентом Амиром Сираджем, мы показали, что Большой синоптический обзорный телескоп мог бы детектировать такие черные дыры за вспышками, которые образуются, когда они контактируют с объектами в облаке Оорта.

Очевидно, что жизни на Земле гораздо больше угрожают другие события, такие как падение астероидов, в чем динозавры уже успели убедиться на собственной шкуре. Значительно больше риски от пандемий или изменения климата. Поэтому нам вряд ли нужно не спать или увеличивать стоимость своей медицинской страховки, опасаясь невидимых миниатюрных черных дыр. Можем воспринять это как обнадеживающий месседж от матушки-природы.

  1. Последние
  2. Популярные

Самые популярные метки