مطالعه علمی جدیدی فاش میکند که اگر یک سیاه چاله ریز در ابعاد اتم به شما برخورد کند، چه اتفاقی خواهد افتاد.
در سال ۱۹۷۴، نویسنده علمی تخیلی به نام لری نیون یک داستان معمایی جنایی با فرضیهای جالب نوشت: آیا میتوان انسان را با یک سیاه چاله کوچک هم کشت؟
البته ما قصد نداریم داستان را لو بدهیم، اما شرط میبندیم اغلب مردم موافقند که پاسخ به وضوح بله است. گرانش شدید، نیروهای کشندی (جزر و مدی) و افق رویداد قطعا به پایانی فاجعه بار منجر خواهند شد.
اما مشخص شده که پاسخ علمی کمی جالبتر از آن چیزی است که انتظار میرود. در ادامه با گجت نیوز همراه شوید.
پاسخ به این پرسش مهم در مطالعه علمی تازه
از یک سو واضح است که یک سیاه چاله اگر به اندازه کافی بزرگ باشد، میتواند شما را به کشتن دهد. از سوی دیگر، سیاه چاله با جرم برابر یک اتم هیدروژن، قطعا آنقدر کوچک است که حتی قابل توجه هم نیست!
سوال واقعی این است: جرم بحرانی چقدر است؟ حداقل چه اندازهای از یک سیاه چاله میتواند برای انسان مرگبار باشد؟ این همان موضوعی است که مقاله جدیدی در arXiv به آن پرداخته.
این مطالعه با بررسی سیاهچالههای نخستین آغاز میشود. این اجرام، اجسام نظری هستند که ممکن است در نخستین لحظات پیدایش جهان شکل گرفته و بسیار کوچکتر از سیاهچالههایی با جرم ستارهای باشند.
از جرم در حد یک اتم گرفته تا جرم چندین برابر زمین را برای این سیاهچالهها قائل شدهاند. ستاره شناسان تاکنون هیچ سیاه چاله نخستینی پیدا نکردهاند، اما مشاهدات برخی بازههای جرمی را رد میکنند.
برای مثال، هر سیاهچاله نخستینی که جرم کمتر از کیلوگرم داشته باشد، تاکنون به دلیل تابش هاوکینگ تبخیر شده است.
هر سیاهچالهای با جرم بیش از کیلوگرم باعث حرکت گرانشی ستارگان در کهکشان راه شیری میشود. از آنجایی که چنین اثرات حرکتی گرانشی را مشاهده نکردهایم، این سیاهچالهها در صورت وجود دستکم باید بسیار نادر باشند.
سیاه چاله نخستین و ماده تاریک
برخی مدلهای نظری ادعا میکنند که سیاهچالههای نخستین میتوانند منبع ماده تاریک (Dark Matter) باشند. اگر این فرضیه درست باشد، محدودیتهای مشاهدهای جرم آنها را در بازه تا کیلوگرم قرار میدهد؛ که مشابه بازه جرمی سیارکهاست.
بنابراین، این مطالعه بر همین بازه تمرکز کرده و دو اثر را بررسی میکند: نیروهای کشندی و امواج ضربهای.
نیروهای کشندی (جزر و مدی) به این دلیل رخ میدهند که هرچه به یک جرم نزدیکتر شوید، گرانش آن قویتر میشود. این بدان معناست که یک سیاه چاله هنگام نزدیک شدن به شما، نیروی متفاوتی در نقاط مختلف بدنتان اعمال میکند. بنابراین، سوال این است که آیا چنین اختلاف نیرویی به قدر کافی قوی هست که بافت بدن را پاره کند؟
سیاه چالههایی با جرم در حد سیارکها قطری کمتر از یک میکرومتر دارند، بنابراین حتی نیروهای کشندی آنها هم فقط ناحیه کوچکی را تحت تاثیر قرار میدهد. اگر یکی از این سیاهچالهها از میان شکم یا یکی از اندامهای شما عبور کند، ممکن است باعث آسیب موضعی شود؛ اما احتمالا کشنده نخواهد بود. این وضعیت شبیه به عبور یک سوزن از بدن است.
اما اگر سیاه چاله از میان سر شما عبور کند، ماجرا کاملا فرق میکند. نیروهای کشندی میتوانند سلولهای مغز را از هم جدا کنند؛ که این اتفاق بسیار جدیتر خواهد بود. از آنجا که سلولهای مغزی بسیار حساس هستند، حتی یک اختلاف نیرو در حد ۱۰ تا ۱۰۰ نانو نیوتن میتواند برای انسان کشنده باشد. اما برای ایجاد چنین اثری، سیاهچاله باید در بالاترین محدوده جرمی مورد بررسی باشد.
امواج ضربهای بسیار خطرناکتر خواهند بود. در این حالت هنگامی که یک سیاهچاله وارد بدن شما شود، موجی از افزایش چگالی ایجاد میکند که در سراسر بدن منتشر میشود. این امواج ضربهای میتوانند به طور فیزیکی به سلولها آسیب برسانند و همچنین انرژی گرمایی منتقل کنند که آسیب بیشتری وارد خواهد کرد.
پس یک سیاه چاله نخستین میتواند شما را بکشد
برای ایجاد موج ضربهای با انرژی مشابه یک گلولهی کالیبر ۲۲، سیاه چاله فقط به جرمی در حدود 1.4× کیلوگرم نیاز دارد، که کاملا در محدوده ممکن برای سیاهچالههای نخستین قرار میگیرد.
اگرچه این موضوع برای یک داستان علمی تخیلی عالی است، اما هرگز در دنیای واقعی اتفاق نخواهد افتاد. حتی اگر سیاهچالههای نخستین با جرم در حد سیارکها وجود داشته باشند، تعداد آنها در مقایسه با وسعت عظیم فضا آنقدر کم است که احتمال رخ دادن چنین حادثهای برای هر فرد در طول عمرش کمتر از یک در ۱۰ تریلیون خواهد بود.