Vi kan alle gjette hva som ville skje hvis et massivt svart hull skulle renne inn i solsystemet vårt ... det ville ikke være mye igjen når den intense gravitasjonstrekket konsumerer planetene og begynner å suge vekk solen vår. Men hva om det sorte hullet er lite, kanskje en rest som er igjen fra Big Bang, og som passerer ubemerket gjennom nabolaget vårt og ikke har noen merkbar innvirkning på det lokale rommet? Hva om denne lille singulariteten faller i banen til jordens bane og treffer planeten vår? Denne merkelige hendelsen har blitt fundert over av teoretiske fysikere, for å forstå hvordan et lite svart hull kunne oppdages når det slår et pent hull om Jorden ...
Primordial black holes (PBHs) er et forutsagt produkt av Big Bang. På grunn av den enorme energien som genereres på begynnelsen av universet vårt, antas utallige sorte hull å ha blitt opprettet. Imidlertid forventes ikke små sorte hull å leve veldig lenge. Ettersom sorte hull blir teoretisert for å utstråle energi, vil de også miste masse (i følge Stephen Hawkings teori, Hawking Stråling), små svarte hull vil derfor svimme ut av eksistensen veldig raskt. I en kjent publikasjon fra 1975 av Hawking, estimerer han minimumsstørrelsen et svart hull må være for å overleve frem til i dag. PBH må være minst 1012kg (det er 1.000.000.000.000 kg) i masse når det opprettes. 1012kg er faktisk ganske lite i kosmiske standarder - Jorden har en masse på 6-1024kg - så vi snakker om størrelsen på et lite fjell.
Så, sett bildet. Jorden (hvilken som helst planet for den saks skyld) kretser heldigvis rundt sola. Et lite urfarlig svart hull passerer bare gjennom solsystemet vårt og over jordens bane. Vi er alle klar over hvordan et steinete legeme som en nær jordas asteroide ville påvirke jorden hvis den slo oss, men hva ville skje hvis en liten Near Earth Black Hole treffer oss? Teoretiske fysikere fra Budker Institute of Nuclear Physics i Russland, og INTEGRAL Science Data Center i Sveits, har fundert på det samme spørsmålet, og i en ny artikkel beregner de hvordan vi kan observere hendelsen hvis det skulle skje (bare i tilfelle vi ikke gjorde det vet ikke at vi hadde truffet noe!).
PBH-er som faller i stjerner eller planeter, har man tenkt på før. Som tidligere omtalt i Space Magazine, kan noen observasjoner av planetene og stjernene tilskrives at små sorte hull ble fanget inne i gravitasjonsbrønnen til kroppen. Dette kan forklare de uvanlige temperaturene som er observert i Saturn og Jupiter, de er varmere enn de burde være, den ekstra varmen kanskje produseres ved interaksjoner med en PBH som gjemmer seg inne. Hvis en fanget i en stjerne, kan en PBH ta energi fra kjernefysiske reaksjoner i kjernen, og kanskje bringe en for tidlig supernova. Men hva hvis PBH reiser veldig fort og treffer jorden? Dette er hva denne forskningen fokuserer på.
Jeg kan forvente en katastrofisk, energisk hendelse når et urbant svart hull rammer jorden. Det er jo et svart hull! Men resultatene fra denne artikkelen er litt av et antiklimaks, men er like bra.
Ved å beregne hvor energien fra kollisjonen kan komme fra, kan forskerne estimere hvilken effekt kollisjonen kan ha. De to viktigste energikildene vil være fra PBH som faktisk treffer jordmateriale (kinetisk) og fra svart hullstråling. Forutsatt at vi har større sannsynlighet for å treffe et mikrosort hull (dvs. mye, mye mindre enn et svart hull fra en kollapset stjerne) som kommer fra begynnelsen av universet, kommer det til å være bittelitt. Bruker Hawking's 1012kg sort hull som eksempel, et svart hull i denne størrelsen vil ha en radius på 1,5–10-15 meter ... det er omtrent på størrelse med et proton!
Dette kan være et ørlite svart hull, men det pakker ganske mye trøkk. Men er det målbart? PBH-er blir teoretisert for å zip rett gjennom saken som om den ikke var der, men den vil etterlate et merke. Når den ørsmå enheten flyr gjennom jorden med en supersonisk hastighet, vil den pumpe ut stråling i form av elektroner og positroner. Den totale energien som er opprettet av en PBH tilsvarer omtrent energien som produseres ved detonasjonen av ett tonn TNT, men denne energien er Total energi den avsetter langs banen gjennom jordas diameter, ikke energien den produserer ved påvirkning. Så ikke forvent en fantastisk eksplosjon, vi ville være heldige å se en gnist når den treffer bakken.
Eventuelle forhåpninger om å oppdage en så liten påvirkning av svart hull er slanke, da de seismiske bølgene som genereres ville være ubetydelige. Det eneste beviset for at et svart hull av denne størrelsen passerer gjennom planeten, er faktisk stråleskadene langs den mikroskopiske tunnelen som går fra den ene siden av jorden til den andre. Som frimodig uttalt av det russiske / sveitsiske teamet:
“Det skaper et langt rør med sterkt strålende skadet materiale, som bør forbli gjenkjennelig i geologisk tid.”- Khriplovich, Pomeransky, Produit og Ruban, fra papiret:“ Kan man oppdage passering av lite svart hull gjennom jorden? ”
I og med at denne forskningen fokuserer på et ørlite, primordialt svart hull, ville det være interessant å undersøke effekten av et større svart hull ville ha innvirkning - kanskje en med jordens masse og radiusen til en golfball ...?
Kildepapir: arXiv
