Mi történne, ha egy mikroszkopikus méretű fekete lyuk haladna át a testünkön?

1974-ben Larry Niven sci-fi író írt egy krimit, amelynek érdekes feltevése volt: meg lehet-e ölni egy embert egy apró fekete lyukkal? A legtöbb ember szerint a válasz egyértelműen igen, elvégre az intenzív gravitáció és az árapály-erők, nem is beszélve a sugárzásról biztosan elintézne bennünket. Azonban az elméletben mikroszkopikus méretű objektumokról van szó, így a válasz kicsit összetettebb.

Egyrészt egyértelmű, hogy egy elég nagy fekete lyuk bármit elpusztít, másrészt egy egyetlen hidrogénatom tömegű fekete lyuk egyértelműen túl kicsi ahhoz, hogy észrevegyük. Az igazi kérdés a kritikus tömeg. Milyen minimális méretnél válik egy fekete lyuk halálossá?

Erről szól egy új tanulmány, amely a primordiális fekete lyukakkal kezdődik. Ezek olyan elméleti testek, amelyek az univerzum legelső pillanataiban keletkezhettek, szabad szemmel nem láthatók, és az atomtömegűektől a Föld tömegének többszöröséig terjedő tömegűek lehetnek, írja a Universe Today.

Bár a csillagászok még soha nem találtak ilyen égitesteket, a megfigyelések több tömegtartományt is kizárnak. Például minden 10¹² kg-nál kisebb primordális fekete lyuk már elpárolgott volna a Hawking-sugárzásnak nevezett jelenség miatt. Bármi, ami 10²⁰ kg-nál nagyobb, gravitációsan lencsézné a Tejútrendszerben lévő csillagokat. Mivel ezeket a lencsehatásokat nem észleltük, legalábbis rendkívül ritkának kell lenniük, ha egyáltalán léteznek. Azonban az, hogy még nem láttak ilyet, nem jelenti azt, hogy ne is léteznének. Összehasonlításképp, a Medium szerint ha egy fekete lyuk a Föld tömegével rendelkezne, mindössze 9 milliméter átmérőjű lenne, amelyet szinte lehetetlen lenne észlelni a világűrben.

Primordiális fekete lyukak illusztrációja. A való életben ezek az objektumok valószínűleg túl kicsik ahhoz, hogy akkrációs koronggal rendelkezzenek. NASA

Egyes elméleti modellek szerint az primordiális fekete lyukak lehetnek a sötét anyag forrásai. Ha ez így van, akkor a megfigyelési korlátok a tömegüket 10¹³-10^19 kg-os tartományba korlátozzák, ami nagyjából megegyezik az aszteroidák tömegtartományával. A tanulmány éppen ezért erre a tartományra összpontosít, és két hatást vizsgál: az árapályerőket és a lökéshullámokat.

Az árapályerők oka az, hogy minél közelebb kerülünk valamihez, annál erősebb a gravitációja. Ez azt jelenti, hogy ezek az objektumok erőkülönbséget gyakorolnak ránk, ahogy közeledik hozzád. A kérdés tehát az, hogy ez az erőkülönbség elég erős-e ahhoz, hogy kárt tegyen bennünk. Az aszteroida tömegű objektumok átmérője kevesebb, mint egy mikrométer, így még az árapályerők is csak egy apró területre korlátozódnának. Ha egy áthaladna például egy végtagunkon, akkor lehet, hogy nyoma maradna, de nem lenne végzetes. Nagyjából olyan lenne, mintha egy tű hatolna át rajtunk.

Azonban ha a fejünkön haladna át, az már teljesen más történet. Az árapályerők szétszakíthatnák az agysejteket. És mivel ezek a sejtek különösen érzékenyek, már egy 10-100 nanonewtonnyi erőkülönbség is megölhet bennünket. De ehhez egy olyan objektum kellene, amely a mi tömegtartományunk legmagasabb pontján van.

A lökéshullámok sokkal veszélyesebbek lennének. Ebben az esetben, ahogy egy fekete lyuk belépne a testedbe, egy sűrűséghullámot hozna létre, amely végigfutna rajtad. Ezek a lökéshullámok fizikailag károsítanák a sejteket és hőenergiát adnának át, ami további károkat okozna. Ahhoz, hogy egy 22-es kaliberű golyóhoz hasonló energiájú lökéshullámot hozzon létre, a fekete lyuknak mindössze 1,4 x 10^14 kg tömegre lenne szüksége, ami bőven a lehetséges ősfekete lyukak tartományán belül van. Tehát igen, egy primordiális fekete lyuk képes lenne megölni egy embert.

Bár érdekes lehet belegondolni, mire képes az univerzum legpusztítóbb objektuma a legkisebb kiadásban, a valóságban ilyen soha nem történne. Még ha léteznek is aszteroidaméretű primordiális fekete lyukak, a számuk a világűr kiterjedéséhez képest azt jelenti, hogy annak az esélye, hogy bárkivel is megtörténjen az élete során, kevesebb, mint egy a 10 billióhoz.

Érdemes elolvasni:

• Létezhetnek olyan holdak, amelyek gázból állnak?
• A csillagászok szerint a Jupiter egy másik holdja is óceánt rejthet a felszíne alatt
• Hogyan tisztálkodnak az űrhajósok a súlytalanság álapotában?