Що буде з тілом людини, яке зіткнеться з чорною дірою: вчені пояснили

Чорна діра / © NASA

Падіння у масивну чорну діру смертельне, але більшості людей це не загрожує. Втім, науковці попереджають: у Сонячній системі можуть ховатися так звані первинні чорні діри розміром з атом, здатні вбити людину. Фізик Роберт Шеррер розповів, як це мікроскопічне явище може розірвати клітини мозку і спричинити смерть від ударної хвилі.

Про це повідомляє Daily Mail.

У межах нашої Сонячної системи можуть непомітно існувати крихітні чорні діри, які теоретично здатні пройти крізь людину будь-якої миті. Ці об’єкти, відомі як «первинні» чорні діри, можуть мати масу від у 100 тис. разів меншу за скріпку до у 100 тис. разів більшу за масу Сонця.

Тож що б сталося, якби людина опинилася на шляху такого мікроскопічного космічного утворення? Фізик із Університету Вандербільта професор Роберт Шеррер зазначає, що наслідки були б украй моторошними. Гравітація первинної чорної діри настільки інтенсивна, що може розірвати клітини мозку зсередини.

«Достатньо велика первинна чорна діра, приблизно розміру астероїда або більша, спричинила б серйозні травми або смерть, якщо б вона пройшла крізь вас. Вона поводилася б, як постріл із вогнепальної зброї», — наголосив професор.

Первинні чорні діри — це гіпотетичні утворення, що могли виникнути у перші миттєвості після Великого вибуху, коли гігантські маси матерії стискались безпосередньо в сингулярності. За припущеннями, вони могли мандрувати простором протягом 13,8 млрд років і поступово втрачати масу.

На думку фахівців, залишки таких чорних дір сьогодні, ймовірно, мають приблизно масу астероїда, але стиснені до розміру атома. Незважаючи на мікроскопічні розміри, розрахунки професора Шеррера свідчать: зіткнення з таким об’єктом цілком може бути смертельним.

Під час проходження крізь тіло чорна діра вивільняє величезну енергію у формі ударної надзвукової хвилі та приливних сил. Надзвуковий удар виникає, коли об’єкт рухається швидше за швидкість звуку, створюючи вибухову хвилю, що розходиться конусом. У випадку чорної діри такі хвилі поширювалися б крізь тканини тіла вздовж її траєкторії.

Шеррер порівнює це з ударом великокаліберної кулі: енергія передається тілу, спричиняючи руйнування. Якщо маса чорної діри достатньо значна, цього вистачить, щоб розірвати внутрішні органи та викликати масивні крововиливи.

Другий смертельний фактор — приливні сили, які виникають через різницю гравітаційного впливу на різні частини об’єкта. Саме такі сили руйнують планети, що підходять надто близько до зір. Через мізерні розміри первинної чорної діри область дії її гравітації дуже обмежена. Але проходження крізь мозок може створити фатальний ефект.

За оцінкою професора Шеррера, така чорна діра може створити приливну силу від 10 до 100 ньютонів у межах мозкової тканини. Він зазначає, що цього «буде достатньо, щоб розірвати клітини людського мозку».

Попри страхітливі подробиці, у своїх розрахунках Шеррер робить висновок, що основною причиною смерті стане саме ударна хвиля. Чорна діра масою близько 140 млрд т спричинить удар, співмірний із енергією пострілу з гвинтівки калібру 0.22 — цього може бути достатньо для загибелі.

Щоб приливні сили самі по собі стали смертельними, чорна діра має бути значно важчою — приблизно 7 трлн т. Це повністю відповідає масі, яку дослідники теоретично приписують первинним чорним дірам. Втім, професор запевняє, що для паніки підстав немає.

«Менша первинна чорна діра може пройти крізь вас, і ви цього навіть не відчуєте. Однак щільність таких чорних дір настільки низька, що ймовірність такого зіткнення практично нульова», — пояснив фізик.

Деякі дослідники вважають, що частина темної матерії Всесвіту може складатися саме з первинних чорних дір — невидимих мас, які утримують структуру галактик. Та оскільки спостерігати їх напряму неможливо, важко визначити їхню реальну частку.

Розрахунки Шеррера показують: навіть найдрібніші первинні чорні діри розміром з астероїд спричинили б тяжкі травми або смерть у разі зіткнення з людиною. А отже, оскільки цього ніколи не відбувалося, такі чорні діри не можуть бути поширеними — і частка темної матерії, яку вони можуть представляти, істотно обмежена.

До слова, згідно з класичною фізикою, падіння в чорну діру означаєнеминучу загибель: гравітаційні сили розтягнуть вас, як спагеті, допоки ви не будете знищені в сингулярності, де руйнується простір і час. Проте нове дослідження фізика Штеффена Гілена та математика Лусії Менендес-Підаль пропонує альтернативний квантово-механічний сценарій. Гіпотетично, спостерігач, потрапивши в чорну діру, міг би опинитися в білій дірі, де час починається заново.