We kunnen allemaal raden wat er zou gebeuren als er een enorm zwart gat in ons zonnestelsel zou drijven ... er zou niet veel meer over zijn als de intense zwaartekracht de planeten opslokt en begint weg te zuigen naar onze zon. Maar wat als het zwarte gat klein is, misschien een overblijfsel van de oerknal, onopgemerkt door onze buurt loopt en geen waarneembare impact heeft op de lokale ruimte? Wat als deze kleine bijzonderheid op het pad van de baan van de aarde valt en onze planeet raakt? Deze vreemde gebeurtenis is overwogen door theoretische natuurkundigen, die begrijpen hoe een klein zwart gat kon worden gedetecteerd terwijl het een net gat in de aarde sloeg ...
Primordiale zwarte gaten (PBH's) Â zijn een voorspeld product van de oerknal. Vanwege de enorme energie die aan het begin van ons heelal wordt gegenereerd, wordt gedacht dat er talloze zwarte gaten zijn gecreëerd. Er wordt echter niet verwacht dat kleine zwarte gaten erg lang zullen leven. Omdat wordt aangenomen dat zwarte gaten energie uitstralen, zullen ze ook massa verliezen (volgens de theorie van Stephen Hawking, Hawking Straling), kleine zwarte gaten zullen daarom snel verdwijnen. In een bekende publicatie uit 1975 van Hawking schat hij de minimale grootte die een zwart gat moet hebben om te overleven tot op de dag van vandaag. De PBH zou minimaal 10 moeten zijn12kg (dat is 1.000.000.000.000 kg) in massa wanneer het wordt gemaakt. 1012kg is eigenlijk vrij klein in kosmische maatstaven - de aarde heeft een massa van 6Ã — 1024kg - dus we hebben het over de grootte van een kleine berg.
Stel je de scène voor. De aarde (welke planeet dan ook) draait gelukkig om de zon. Een klein oerzwart gat gaat toevallig door ons zonnestelsel en door de baan van de aarde. We zijn ons er allemaal van bewust hoe een rotsachtig lichaam zoals een Near Earth Asteroid de aarde zou beïnvloeden als het ons zou raken, maar wat zou er gebeuren als een kleine In de buurt van Earth Black Hole sla ons? Theoretische natuurkundigen van het Budker Institute of Nuclear Physics in Rusland en het INTEGRAL Science Data Center in Zwitserland hebben dezelfde vraag overwogen en in een nieuw artikel berekenen ze hoe we de gebeurtenis zouden kunnen observeren als deze zou plaatsvinden (voor het geval we dat niet deden) 't weten dat we iets hadden geraakt!).
Er is eerder aan PBH's gedacht die in sterren of planeten vallen. Zoals eerder besproken in het Space Magazine, kunnen sommige waarnemingen van de planeten en sterren worden toegeschreven aan kleine zwarte gaten die vast komen te zitten in de zwaartekrachtbron van het lichaam. Dit zou de ongebruikelijke temperaturen in Saturnus en Jupiter kunnen verklaren, ze zijn heter dan ze zouden moeten zijn, de extra warmte macht worden veroorzaakt door interacties met een PBH die zich binnenin verstopt. Als een PBH gevangen zit in een ster, kan deze energie onttrekken aan de kernreacties in de kern, wat misschien een voortijdige supernova kan veroorzaken. Maar wat als de PBH erg snel reist en de aarde raakt? Dit is waar dit onderzoek zich op richt.
Ik zou een catastrofale, energetische gebeurtenis verwachten als een primordiaal zwart gat de aarde raakt. Het is tenslotte een zwart gat! Maar de resultaten van dit artikel zijn een beetje een anticlimax, maar toch cool.
Door te berekenen waar de energie van de aanrijding vandaan kan komen, kunnen de onderzoekers inschatten welk effect de aanrijding kan hebben. De twee belangrijkste energiebronnen zullen afkomstig zijn van de PBH die daadwerkelijk aardmateriaal raakt (kinetisch) en van straling van zwart gaten. Ervan uitgaande dat we meer kans hebben om een microzwart gat te raken (d.w.z. veel, veel kleiner dan een zwart gat van een ingestorte ster) afkomstig van het begin van het heelal, zal het klein worden. Hawking’s 10 gebruiken12kg zwart gat als voorbeeld, een zwart gat van dit formaat heeft een straal van 1.5Ã — 10-15 meter ... dat is ongeveer de grootte van een proton!
Dit is misschien een klein zwart gat, maar het is een behoorlijke klap. Maar is het meetbaar? PBH's worden getheoretiseerd om dwars door de materie te zippen alsof het er niet was, maar het zal een spoor achterlaten. Terwijl het kleine wezen met een supersonische snelheid door de aarde vliegt, pompt het straling uit in de vorm van elektronen en positronen. De totale energie die door een PBH wordt gecreëerd, is ongeveer gelijk aan de energie die wordt geproduceerd door de ontploffing van een ton TNT, maar deze energie is de totaal energie die het afzet langs zijn pad door de diameter van de aarde, niet de energie die het produceert bij impact. Verwacht dus geen geweldige explosie, we hebben geluk als we een vonk zien als deze de grond raakt.
De hoop om zo'n kleine impact van een zwart gat te detecteren is klein, omdat de gegenereerde seismische golven te verwaarlozen zouden zijn. Het enige bewijs dat een zwart gat van deze omvang door de planeet gaat, is in feite de stralingsschade langs de microscopische tunnel die van de ene kant van de aarde naar de andere gaat. Zoals het Russisch / Zwitserse team vrijmoedig zei:
“Het creëert een lange buis van zwaar door straling beschadigd materiaal, dat gedurende geologische tijd herkenbaar moet blijven."- Khriplovich, Pomeransky, Produit en Ruban, uit de krant:" Kan men de doorgang van een klein zwart gat door de aarde detecteren? "
Aangezien dit onderzoek zich richt op een klein, primordiaal zwart gat, zou het interessant zijn om de effecten van een groter zwart gat op de impact te onderzoeken - misschien een met de massa van de aarde en de straal van een golfbal ...?
Bronpapier: arXiv
