Візуалізація чорної діри від NASA
Американский физик Роберт Шеррер из Университета Вандербильта подсчитал вред, который получит человек в случае, если каким-то образом его тело «протаранит» маленькая черная дыра.
Как оказалось, повреждения от черной дыры весом в 100 млрд тонн могут быть меньше тех, что принесет пуля калибра 0,22. Наибольшие потери в этом случае принесет именно взрывная волна.
Черные дыры с массами, меньше звездных, являются одним из возможных объяснений темной материи — вещества, ответственного за избыточную гравитацию, которую мы видим по всей Вселенной. Эти так называемые первичные черные дыры могли образоваться лишь одним способом: из-за чрезмерной плотности в ранней Вселенной в первые моменты Большого взрыва.
Следует отметить, что эти кандидаты на роль темной материи не ведущие — ученые считают, что условия для их появления были бы довольно редкими, даже при условии турбулентности, которая царила во Вселенной в то время. Если такие черные дыры и существуют, то их вклад незначителен. Но они возможны и эта возможность, естественно, вызывает вопросы, вроде того, что возник у Шеррера.
«Недавние наблюдения гравитационного излучения от слияния черных дыр, а также новые изображения черных дыр возродили интерес к теме в целом», — говорит Шеррер. «Кроме того, я вспомнил, как читал научно-фантастическую историю в 1970-х годах, где персонаж умирал от прохождения черной дыры сквозь него — я хотел увидеть, возможно ли это».
Физик посчитал, что минимальная масса, необходимая для того, чтобы первоначальная черная дыра нанесла значительный ущерб при прохождении через человеческое тело, составляет 140 квадриллионов граммов — около 140 миллиардов метрических тонн, или примерно в 7 раз тяжелее астероида Тоутатис. При такой массе черная дыра будет крошечной, с диаметром Шварцшильда
Таким образом, говорит Шеррер, крошечная черная дыра пройдет через ваше тело со скоростью около 200 километров в секунду и не будет сильно взаимодействовать с тканями вокруг. Однако эта скорость существенно превышает скорость звука в сухом воздухе и сверхзвуковой удар, генерируемый вслед за черной дырой, разорвет плоть жертвы, как сверхзвуковой удар от пули калибра 0,22.
Впрочем, это не единственный способ, которым черная дыра достаточной массы может нанести потенциальный вред человеку. Черные дыры оказывают гравитационное притяжение на объекты, которые достаточно приближаются, хотя распределяется оно не равномерно. Часть, которая будет находиться ближе к черной дыре, будет притягиваться сильнее — это приводит к появлению градиента, который мы называем приливной силой. Она растягивает и разрывает объекты на части в процессе, известном как «спагеттификация».
Но есть один нюанс: силы, удерживающие вашу плоть и атомы, которые ее составляют, сильнее гравитации в этих масштабах. Простой пример — вы существуете уже некоторое время на планете массой в 6 секстильонов метрических тонн и не распадаетесь.
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, что примерно соответствует массе астероида Ирида. Лишь на этом минимальном пороге гравитация черной дыры будет достаточно мощной, чтобы «превратить вас в спагетти» — в противном случае сверхзвуковой след, вероятно, уже нанесет достаточный ущерб сам по себе.
Шеррер в конце концов успокаивает нас: учитывая редкость этих черных дыр (если они вообще существуют), то частота их столкновения с человеком равна примерно разу на квинтиллион лет, что во много раз больше нынешнего возраста Вселенной, который составляет 13,8 миллиарда лет.
По материалам исследования Роберта Шеррера, опубликованного в International Journal of Modern Physics D и статьи, адаптирующей его, в Science Alert.
Контент сайту призначений для осіб віком від 21 року. Переглядаючи матеріали, ви підтверджуєте свою відповідність віковим обмеженням.
Cуб'єкт у сфері онлайн-медіа; ідентифікатор медіа - R40-06029.