Може ли удар от малка черна дупка да убие човек?

Ваня Милева Последна промяна на 07 март 2025 в 00:00 2238 1

Една истинска първична черна дупка би била много по-малка от тази (близо до атом).

Кредит Изображение, генерирано от AI
Една истинска първична черна дупка би била много по-малка от тази (близо до атом).

Вероятно писателят-фантаст Лари Нивън е първият, на когото му е хрумнала идеята, че някой може да бъде убит с малка черна дупка, изложена през 1974 г. в "The Hole Man". Разказът печели наградата Хюго за най-добър разказ през 1975 г.

Ако става въпрос за голяма черна дупка, е ясно, че сблъсъкът с нея ще бъде фатален. Но ако това е малка черна дупка с маса на водороден атом, тя може лесно да прелети през нас, без да причинява никакви вреди.

Големият въпрос е при каква маса ще бъде смъртоносна черна дупка, ако лети направо през човешко тяло?

Астрономът Робърт Шерер (Robert J. Scherrer) от Университета Вандербилт, Нешвил, е мислил върху този въпрос и е намерил отговор.

В своето изследване той приема първични черни дупки (PBH), които са хипотетични черни дупки, появили се в бурните времена малко след Големия взрив, създал Вселената преди 13,8 милиарда години. Те може да са много по-малки от звездните черни дупки, които наблюдаваме във Вселената, с маси, вариращи от размер на атом до на няколко земни маси. PBH с маса по-малка от 10¹² кг вече не трябва да съществуват, защото са били изпарени от радиацията на Хокинг. Ако са по-тежки от 10²⁰ кг, трябва да може да се наблюдават през гравитационни лещи от звезди в Млечния път, но това не се е случило.

Тогава Шерер разглежда категорията на PBH с маси между 10¹³ и 10¹⁹ кг, масовият диапазон на астероидите.

Размерът на такава мини черна дупка е около микрометър, диаметърът на нейния хоризонт на събитията. Какво ще стане, ако такава черна дупка прелети през човек?

Шерер разглежда два възможни ефекта: ударната вълна, произведена от такова преминаване, и приливните сили, които биха разкъсали човешките клетки.

Какво могат да ни причинят приливните сили и ударните вълни?

Колко енергия би трябвало да се приложи в човешкото тяло, за да причини значително нараняване или смърт? Ударната вълна, произведена в този процес, би била подобна на тази, произведена от куршум, преминаващ през човешкото тяло.

"Когато PBH преминава през човешкото тяло, тя би упражнявала силни приливни сили в близост до него. Тя ще произведе сила на опън върху близките човешки клетки, а достатъчно голяма сила ще разкъса клетките", пише Шерер.

Шерер определя в статията си силата на опън от приливните сили на 10-100 nN за няколко микросекунди. Това е изключително малко - равнява се на въздействието на падаща със скорост един метър в секунда прашинка. (Eдин нанонютон (nN) е равен на 1/1 000 000 000 от нютона (N), което е равно на силата, необходима за преместване на един килограм маса със скорост един метър в секунда. 1 нютон (N) е равен на 0.102 кг-сила, а 1кг-сила е равен на 9.81N).

Ако PBH с такава маса премине през диафрагмата или някой от крайниците на човек, приливната сила ще бъде толкова малка, че има същия ефект като убождане с игла. Може да се усети, но нищо друго не се случва.

Но ако PBH прелети през човешкич мозък, положението е различно, защото приливните сили на опън  от 10-100 nN за няколко микросекунди биха били достатъчни, за да разкъсат човешките мозъчни клетки. Това ще бъде достатъчно за унищожаване на мозъчната тъкан (по принцип целия мозък) и това може да доведе до смърт.

Но за да се случи това, изчисленията на Шерер показват, че PBH трябва да е най-малко 7 × 10¹⁸ грама (7 милиарда тона) - 50 пъти по-масивни от прага, необходим за предизвикване на фатална ударна вълна.

По същество първоначалната ударна вълна би била много по-опустошителна от приливната сила. С други думи, за да може PBH да има смъртоносна сила, трябва да тежи около 140 милиона тона.

"Интересно е, че най-малката маса на първична черна дупка, която може да доведе до значителни човешки наранявания, се намира близо до долната граница на PBH тъмната материя", пише изследователят.

Тъй като не знаем дали PBH действително съществуват в наши дни, това повдига важен въпрос. Ако PBH са свързани с тъмната материя, колко вероятно е PBH някога да са преминали през човешкото тяло? В края на краищата, ние сме на небесно тяло, което се движи през космоса, очевидно има тъмна материя навсякъде около нас. Така че никога ли не сме срещали PBH?

Шерер изчислява, че дори ако PBH съществуват в голямо количество, вероятността една PBH да премине през човек за една година е приблизително 1 на 10¹⁸ — или веднъж на всеки 100 милиарда години. Това е около 10 пъти възрастта на Вселената - шансът това да се случи са толкова голям, колкото да спечелите от лотарията 1 милион пъти подред.

Черни дупки с размер на атом може да са навсякъде около нас… но как да ги открием? Трудно е с днешните технологии. Кредит: NGC 6397. ESA/Hubble, N. Bartmann., CC BY-SA.

Бихме ли открили PBH, ако не причинява никакви щети?

Ако малка първична черна дупка премине през тялото ни, без да причини вреда, тя може да бъде (на теория) открита, но не и със съвременните технологии.

Учените предполагат, че PBH, преминаваща през Земята, може да остави след себе си микроскопични тунели от разрушени атоми. На теория те могат да бъдат открити с невероятно напреднали техники за сканиране - въпреки че подобна технология все още не съществува.

Някои изследователи предлагат да се търсят сеизмични смущения или странни взаимодействия на частици като признаци на преминаваща PBH. Но към момента няма директни доказателства, че PBH изобщо съществуват, да не говорим за преминаване през човек.

Въпреки че идеята за малка черна дупка, която тихо пронизва тялото ни е интригуващ мисловен експеримент, реалната вероятност това да се случи е близо до нула. И дори да стане, тя трябва да е изключително масивна (за толкова малък размер), за да причини вреда.

Справка:arXiv:Gravitational Effects of a Small Primordial Black Hole Passing Through the Human Body; Robert J. Scherrer; 2502.09734v2 [astro-ph.CO] 27 Feb 2025; https://arxiv.org/html/2502.09734v2 

Източник: What would happen if a (small) black hole passed through your body?, ZME Science

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Космос

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    21763

    1

    dolivo

    09.03 2025 в 10:59

    -0
    +0
    ба си якото.