Małe czarne dziury mogły utworzyć tunele w skałach Ziemi

Dwójka kreatywnych kosmologów niesie zaskakującą wiadomość dla świata: jeśli pierwotna czarna dziura przeniknie przez Twoje ciało, prawdopodobnie przeżyjesz to zdarzenie bez większych obrażeń.

To nietypowe pocieszenie jest częścią ich nowatorskiej hipotezy dotyczącej miejsca, gdzie naukowcy mogą znaleźć pierwotne czarne dziury (PBH). Te starożytne, niewielkie, ale niezwykle gęste teoretyczne czarne dziury mogły powstać na samym początku istnienia wszechświata. Według badania opublikowanego w grudniowym wydaniu czasopisma Physics of the Dark Universe, dowody na istnienie PBH mogą być obecne zarówno w pustych ciałach niebieskich, jak i w obiektach na Ziemi.

Inne spojrzenie na czarne dziury

Standardowe czarne dziury, które powstają w wyniku zapadnięcia się umierających gwiazd, są nam stosunkowo dobrze znane. Jednak pierwotne czarne dziury mogły powstać w chwili, gdy wszechświat był jeszcze bardzo młody, zaraz po Wielkim Wybuchu. Wówczas pewne obszary przestrzeni, wyjątkowo gęste, mogły zapadać się do wnętrza, zanim jeszcze uformowały się gwiazdy – stąd ich nazwa „pierwotne”.

Choć teoria o PBH istnieje od dziesięcioleci, naukowcom wciąż nie udało się zaobserwować żadnej z nich. Niektórzy badacze sugerują nawet, że pierwotne czarne dziury mogą być odpowiedzialne za istnienie ciemnej materii, tajemniczej substancji, która stanowi aż 85% masy wszechświata. Według autorów badania, małe PBH są „najbardziej intrygującymi reliktami wczesnego wszechświata”.

Czy PBH mogą zostawić ślad na Ziemi?

W badaniu naukowcy obliczyli, że bardzo szybka pierwotna czarna dziura o masie 2.2 x 10¹⁹ funtów (czyli około 10¹⁹ kilogramów) przechodząc przez solidny obiekt, mogłaby pozostawić za sobą tunel o grubości zaledwie 0,1 mikrometra. Choć to niezwykle mały rozmiar, ślad taki mógłby być widoczny pod mikroskopem, co otwiera możliwość badania przedmiotów wokół nas w poszukiwaniu tych teoretycznych śladów.

Co ciekawe, starsze obiekty mają większe szanse na noszenie śladów PBH. Kosmolodzy wyliczyli jednak, że prawdopodobieństwo trafienia PBH przez miliardletni głaz wynosi zaledwie 0,000001 procenta. Mimo to, nawet tak małe szanse ich zdaniem są warte uwagi. Jak tłumaczył Dejan Stojkovic, współautor badania: „Poszukiwanie tych sygnatur nie wymaga ogromnych zasobów, a potencjalny przełom – pierwsze dowody na istnienie pierwotnej czarnej dziury – miałby ogromne znaczenie.”

PBH a ludzkie ciało – czy powinniśmy się bać?

A co się stanie, jeśli pierwotna czarna dziura przejdzie przez ludzkie ciało? Kosmolodzy uspokajają, że jest to jeszcze mniej prawdopodobne niż jej przejście przez miliardletni głaz. Nawet gdyby do tego doszło, czarna dziura najprawdopodobniej nie wyrządziłaby większych szkód. Ludzka tkanka ma bowiem niskie napięcie strukturalne, więc PBH przeszłaby przez ciało, nie powodując rozrywania tkanek.

Jak wyjaśnia Stojkovic, „jeśli obiekt porusza się w medium szybciej niż prędkość dźwięku, struktura molekularna medium nie ma czasu zareagować.” Porównuje to do sytuacji: „Rzucenie kamienia w szybę najpewniej ją rozbije, ale strzał z pistoletu pozostawi tylko otwór.” PBH przemieszczałaby się z taką prędkością, że nie uwolniłaby znaczącej ilości energii kinetycznej wewnątrz ciała.

PBH w ciałach niebieskich

Badacze przypuszczają również, że pierwotne czarne dziury mogą znajdować się we wnętrzach ciał niebieskich. Jeśli PBH przejdzie przez planetę, księżyc lub asteroidę z płynnym jądrem, może zostać tam uwięziona i stopniowo pochłonąć jego centralną część, tworząc puste wnętrze. Z kolei w ciałach niebieskich bez płynnego jądra PBH mogłaby zostawić mikrotunele, podobne do tych, które mogłyby występować w obiektach na Ziemi.

Kosmolodzy sugerują poszukiwanie ciał niebieskich o gęstościach znacznie niższych, niż oczekiwano. Ich rozmiar powinien być jednak mniejszy niż jedna dziesiąta promienia Ziemi, gdyż większe obiekty zapadłyby się same pod własnym ciężarem.

Nowe podejście do odwiecznych pytań

Mimo tak nietypowych założeń, badania nad pierwotnymi czarnymi dziurami są potrzebne. Jak podkreśla Stojkovic, „najmądrzejsi ludzie na świecie pracują nad tymi problemami od 80 lat i wciąż nie znaleźli rozwiązania. Potrzebujemy nie tylko rozszerzenia istniejących modeli – prawdopodobnie potrzebne jest zupełnie nowe podejście.”

Choć szanse na osobiste zetknięcie się z pierwotną czarną dziurą są minimalne, odkrycie ich pierwszych dowodów mogłoby zrewolucjonizować naszą wiedzę o wszechświecie. A jeśli kiedykolwiek poczujesz, że coś niespodziewanego „przebiło się” przez twoje ciało – kto wie, może właśnie natrafiłeś na ślad PBH?