Какой должна быть черная дыра, чтобы убить человека

Очевидно, что достаточно большая черная дыра может убить человека или животное. Но теоретически существуют дыры с массой одного атома водорода, чего явно мало, чтобы ощутить какой-то эффект. Наука говорит, что ответ кроется в критической массе: должен существовать некий порог, при котором чёрные дыры становятся угрозой. Этот вопрос рассматривается в недавней статье Роберта Дж. Шеррера, которая пока что опубликована на сервере препринтов arXiv.org, ожидая рецензирования, сообщает 24 Канал.

Смотрите также Что такое скорость света и что измеряют световыми годами

Исследование сосредотачивается на так называемых первичных черных дырах, поскольку именно они, по теории, имеют необходимые для нашей гипотетической ситуации размеры. Это теоретические тела, которые могли образоваться в первые моменты существования Вселенной и были бы гораздо меньше, чем современные черные дыры звездной массы. Они весили в диапазоне от массы атома до массы, что в несколько раз превышает массу Земли. Астрономы никогда не находили первичных черных дыр, но и не должны были бы, если верить нашим теоретическим моделям. Например, любая первичная черная дыра, меньше 1012 килограммов, уже давно испарилась бы благодаря излучению Хокинга.

Все, что было бы больше 1020 килограммов, должно вызвать эффект гравитационного линзирования (искривления света). Поскольку мы до сих пор не обнаружили этих эффектов линзирования, то есть три варианта объяснения: либо эти дыры были меньше и уже испарились, или они чрезвычайно редки, или они вообще не существуют.

Некоторые теоретические модели утверждают, что первичные черные дыры могут быть источником темной материи. Если это так, говорят ученые, то пределы наблюдений ограничивают их массу диапазоном 1013-1019 килограммов, что подобно диапазону массы астероидов.

Исследование сосредотачивается на этом диапазоне и рассматривает два эффекта, которые эти дыры могут вызвать: приливные силы и ударные волны.

Приливные силы

Приливные силы возникают потому, что чем ближе вы приближаетесь к массе, тем сильнее чувствуете ее гравитацию. Это означает, что черная дыра оказывает на объект разницу сил, когда она приближается. Вопрос в том, ли эта разница сил достаточно сильна, чтобы разорвать тело на части.

  • Черные дыры массой с астероид имеют размер меньше микрометра в поперечнике. Ее приливные силы охватили бы крошечный участок пространства. Если бы такая дыра прошла сквозь тело или конечности, это могло бы вызвать некоторые локальные повреждения, но ничего смертельного. Это, вероятно, было бы похоже на укол иглой.
  • Но если бы черная дыра прошла сквозь голову, это была бы совсем другая история. Приливные силы могли бы разорвать клетки мозга, что было бы намного серьезнее. Поскольку клетки мозга очень деликатные, даже разница сил в 10-100 наноньютонов может убить. Но для этого нужна черная дыра на самом высоком конце исследуемого диапазона масс.

Ударные волны

Ударные волны были бы гораздо опаснее. Входя в тело, черная дыра создала бы волну плотности, которая пронзила бы человека насквозь. Эти ударные волны физически повредили бы клетки и передали бы тепловую энергию, которая нанесла бы еще больший вред. Чтобы создать ударную волну с энергией, подобной энергии пули 22-го калибра, черной дыре нужна была бы лишь масса 1,4 x 1014 килограмма, что вполне в пределах диапазона возможных первичных черных дыр.

Но стоит ли бояться

Учитывая все это, первичная черная дыра действительно может убить человека или животное при определенных условиях. Однако какова вероятность этого?

Ученые говорят, что это вряд ли когда-то произойдет в реальной жизни. Даже если первичные черные дыры массой с астероид существуют, их количество по сравнению с безграничностью космоса означает, что вероятность того, что это произойдет с кем-то, составляет менее чем один к 10 триллионам.