Надмалі чорні діри здатні навіть проходити через тіло людини.
Первинні чорні діри (primordial black holes або скорочено PBH) – нині одна з актуальних тем в астрономії та космології. Вважається, що ці гіпотетичні чорні діри утворилися незабаром після Великого вибуху внаслідок скупчення субатомної матерії – настільки щільної, що вони зазнали гравітаційного колапсу.
Як повідомляє Universe Today, наразі PBH вважаються кандидатами на роль темної матерії, а також можливим джерелом первинних гравітаційних хвиль. Однак досі не було виявлено жодного конкретного кандидата на роль первинних чорних дір. Утім, недавні дослідження показали, що в надрах нейтронних зір головної послідовності та зірок-карликів, які повільно витрачають свій запас газу, можуть бути невеликі PBH.
Група фізиків розширила цю теорію, додавши до неї новий спосіб виявлення PBH. На їхню думку, чорні діри можна шукати всередині таких об’єктів, як планети й астероїди, або використовувати великі пластини для виявлення їхніх слідів.
Вчені виявили мікроканали, які залишають ці тіла, що нарешті підтвердило існування чорних дір і пролило світло на деякі із загадок сучасної космології. Стаття Де-Чанга Дая, фізика з Національного університету Донг Хва на Тайвані, і Деяна Стойковича, фізика з групи фізики високих енергій і космології при Університеті штату Нью-Йорк у Баффало, готується до публікації в журналі Physics of the Dark Universe.
Згідно з революційним відкриттям Стівена Гокінга 1974 року, чорні діри можуть із часом випаровуватися – тобто втрачати масу і зникати. Для випаровування великих і середніх чорних дір знадобилося б більше часу, ніж вік Всесвіту (близько 13,8 млрд років), але малі чорні діри могли вже випаруватися або перебувати в процесі випаровування.
Де-Чанг і Стойкович вважають, що якщо астероїд, або супутник, або невелика планета мають рідке ядро, оточене твердою корою, то невелика PBH поглине щільне рідке ядро відносно швидко – протягом тижнів або місяців. Земна кора залишиться недоторканою, якщо матеріал досить міцний, щоб витримувати гравітаційний вплив.
«Таким чином, у підсумку ми отримаємо порожнисту структуру. Якщо центральна чорна діра буде викинута через зіткнення з іншими об’єктами, її щільність буде нижчою, ніж звичайна щільність кам’янистого об’єкта з рідким ядром», – кажуть вчені.
Вони також розрахували гравітаційну напругу, яку можуть створювати невеликі PBH. Потім вони порівняли напругу з міцністю на стиск матеріалів, з яких складається кора планети – наприклад, граніту або заліза. Виявилося, що граніт може підтримувати порожнисті об’єкти радіусом до 1/10 радіуса Землі.
Тому докази існування PBH можна шукати на планетоїдах, супутниках або астероїдах, і навіть на Землі. Астрономи могли б ідентифікувати потенційно порожнисті об’єкти для подальших досліджень за допомогою зондів, посадкових модулів та інших роботизованих космічних апаратів. Фізики рекомендують створити датчики для пошуку PBH.
«Якщо крихітна PBH проходить через будь-який твердий матеріал, вона залишає прямий довгий тунель із радіусом, порівнянним із радіусом PBH. Наприклад, PBH масою 1023 г має залишати тунель із радіусом 0,1 мікрона. Насправді така PBH може навіть пройти через людське тіло, і ми цього навіть не помітимо, тому що тканини людського тіла мають дуже низьку напругу», – зауважив Стойкович.
Можна шукати мікротунелі й у звичайних матеріалах – наприклад, у склі або камінні. Для цієї мети можна використовувати великі пластини з полірованого металу. Пластини потрібно ізолювати, щоб зафіксувати будь-яку раптову зміну їхніх властивостей. Також передбачається, що первинні чорні діри можуть випромінювати гамма-промені.
«Очікуваний потік таких надмасивних чорних дір дуже малий, і ми можемо нічого не знайти, але можлива вигода від їх виявлення буде величезною – особливо з урахуванням того, що такі експерименти дуже дешеві», – додав Стойкович.