Дырокол: Нестрашные черные дырочки

Любая черная дыра постепенно теряет свою массу за счет излучения Хокинга: из-за сложных квантовых эффектов она «испаряется», испуская разнообразные элементарные частицы, в основном фотоны. Этот процесс в конце концов приводит к полному испарению черной дыры — если ее, конечно, не подпитывают новые порции материи, получаемой извне. Еще Стивен Хокинг рассчитал, какой минимальной массой должна была обладать ПЧД, чтобы успешно дожить до наших дней. По космическим стандартам эта цифра крайне мала — каких-то 1012 кг. Для сравнения, Земля «весит» около 6x1024 кг, а 1012 — это масса среднего горного пика.

Если в Землю врежется астероид такой массы, последствия будут весьма и весьма катастрофичными — вплоть до полного выкипания океанов и уничтожения всей сложной жизни. Однако поведение эквивалентной черной дыры в этой ситуации гораздо менее очевидно. Группа ученых из Института ядерной физики имени Будкера СО РАН совместно со специалистами швейцарского научного центра INTEGRAL выяснили, как будет выглядеть столкновение Земли с первичной черной дырой, случись оно прямо у нас на глазах.

Идея возможных столкновений планет и ПЧД далеко не нова. Ученые уже неоднократно замечали, что странное поведение некоторых космических объектов может объясняться взаимодействием с первичной черной дырой, захваченной его гравитационным полем. Из-за весьма скромной массы притяжение такой дыры невелико, поэтому она поглощает вещество очень небольшими темпами. Это делает возможным длительное существование подобных объектов даже внутри звезд и планет.

Такое взаимодействие с ПЧД, поселившейся во внутренностях планеты — одно из возможных решений загадки аномального разогрева Юпитера и Сатурна. Обе планеты излучают в пространство куда больше тепла, чем положено, исходя из количества поглощаемого солнечного света. Расчеты показывают, что, оказавшись внутри звезды, ПЧД должны довольно существенно влиять на процессы термоядерного синтеза в звездном ядре и в конечном итоге ускорять процесс превращения звезды в сверхновую. Но спрашивается, что будет, если подобное тело врежется в нашу Землю? Ответ несколько обескураживает — практически ничего.

Дело в том, что черные дыры — это невероятно плотные объекты, а значит, при небольшой массе они будут обладать поистине микроскопическими размерами. Диаметр области, за пределы которой ничто уже не может выбраться наружу для массы 1012 кг составляет 1,5x10−15 м: эта величина сравнима с размерами протона. Хотя кинетическая энергия такой малютки весьма велика, почти вся она останется при черной дыре — ПЧД попросту пролетит сквозь Землю, практически не заметив ее присутствия.

Двигаясь сквозь земную твердь, дыра будет оставлять за собой специфический радиационный след, состоящий преимущественно из электронов и позитронов. Суммарная энергия этого следа не так уж мала — порядка тонны в тротиловом эквиваленте — однако она равномерно распределена по всей длине «прокола», поэтому в каждой конкретной его точке ничего примечательного не произойдет. Сторонний наблюдатель сможет заметить в месте удара лишь небольшую искорку — и то лишь в самом лучшем случае.

Шансов засечь столкновение миниатюрной черной дыры с нашей планетой очень и очень немного, хотя и нельзя сказать, что их не было совсем. Надежной приметой подобного происшествия является миниатюрный радиоактивный канал, отмечающий путь черной дыры. «Дыра оставляет после себя длинную трубку из материала, сильно поврежденного радиацией. Подобные образования должны оставаться вполне различимыми довольно долгое время», — резюмируют авторы исследования.

По публикации Universe Today