Wir können alle erraten, was passieren würde, wenn ein massives Schwarzes Loch in unser Sonnensystem eindringt. Es würde nicht mehr viel übrig sein, wenn die intensive Anziehungskraft die Planeten verzehrt und anfängt, an unserer Sonne zu saugen. Aber was ist, wenn das Schwarze Loch klein ist, vielleicht ein Überrest des Urknalls, der unbemerkt durch unsere Nachbarschaft geht und keine beobachtbaren Auswirkungen auf den lokalen Raum hat? Was ist, wenn diese kleine Singularität auf den Weg der Erdumlaufbahn fällt und unseren Planeten trifft? Dieses seltsame Ereignis wurde von theoretischen Physikern in Erwägung gezogen, um zu verstehen, wie ein kleines Schwarzes Loch entdeckt werden kann, wenn es ein ordentliches Loch durch die Erde schlägt…
Primordial Black Holes (PBHs) sind ein vorhergesagtes Produkt des Urknalls. Aufgrund der massiven Energie, die zu Beginn unseres Universums erzeugt wurde, wurden vermutlich unzählige Schwarze Löcher geschaffen. Es wird jedoch nicht erwartet, dass kleine Schwarze Löcher sehr lange leben. Da theoretisch angenommen wird, dass Schwarze Löcher Energie ausstrahlen, verlieren sie auch Masse (gemäß Stephen Hawkings Theorie, Hawking-Strahlung), kleine schwarze Löcher verschwinden daher sehr schnell. In einer bekannten Veröffentlichung von Hawking aus dem Jahr 1975 schätzt er die Mindestgröße, die ein Schwarzes Loch haben muss, um bis heute zu überleben. Die PBH müsste mindestens 10 sein12kg (das sind 1.000.000.000.000 kg) Masse, wenn es erstellt wird. 1012kg ist in kosmischen Maßstäben eigentlich ziemlich klein - die Erde hat eine Masse von 6 × 1024kg - wir sprechen also von der Größe eines kleinen Berges.
Stellen Sie sich also die Szene vor. Die Erde (jeder Planet) umkreist glücklich die Sonne. Ein kleines ursprüngliches Schwarzes Loch passiert zufällig unser Sonnensystem und die Erdumlaufbahn. Wir sind uns alle bewusst, wie ein felsiger Körper wie ein erdnaher Asteroid die Erde beeinflussen würde, wenn er uns treffen würde, aber was würde passieren, wenn ein kleiner In der Nähe der Erde Schwarzes Loch Schlag uns? Theoretische Physiker des Budker-Instituts für Kernphysik in Russland und des INTEGRAL Science Data Center in der Schweiz haben über dieselbe Frage nachgedacht und in einem neuen Artikel berechnet, wie wir das Ereignis beobachten könnten, falls es eintreten sollte (nur für den Fall, dass wir es nicht taten) Ich weiß nicht, dass wir etwas getroffen haben!).
An PBHs, die in Sterne oder Planeten fallen, wurde schon früher gedacht. Wie bereits im Space Magazine besprochen, könnten einige Beobachtungen der Planeten und Sterne darauf zurückgeführt werden, dass kleine schwarze Löcher in der Gravitationsquelle des Körpers eingeschlossen werden. Dies könnte die ungewöhnlichen Temperaturen erklären, die bei Saturn und Jupiter beobachtet werden. Sie sind heißer als sie sein sollten, die zusätzliche Hitze könnte durch Wechselwirkungen mit einem darin versteckten PBH erzeugt werden. Wenn ein PBH in einem Stern gefangen ist, kann es Energie aus den Kernreaktionen im Kern entnehmen und möglicherweise eine vorzeitige Supernova hervorrufen. Aber was ist, wenn die PBH sehr schnell unterwegs ist und die Erde trifft? Darauf konzentriert sich diese Forschung.
Ich würde ein katastrophales, energetisches Ereignis erwarten, wenn ein ursprüngliches Schwarzes Loch die Erde trifft. Immerhin ist es ein schwarzes Loch! Aber die Ergebnisse dieses Papiers sind ein bisschen gegen den Höhepunkt, aber trotzdem cool.
Durch die Berechnung, woher die Energie der Kollision stammen kann, können die Forscher abschätzen, welchen Effekt die Kollision haben kann. Die beiden Hauptenergiequellen werden von der PBH stammen, die tatsächlich auf Erdmaterial trifft (kinetisch), und von der Strahlung des Schwarzen Lochs. Angenommen, wir haben eine größere Wahrscheinlichkeit, ein mikroschwarzes Loch zu treffen (d. H. Viel, viel kleiner als ein schwarzes Loch eines zusammengebrochenen Sterns), das vom Beginn des Universums stammt, dann wird es winzig sein. Verwenden von Hawkings 1012kg Schwarzes Loch Als Beispiel hat ein Schwarzes Loch dieser Größe einen Radius von 1,5 × 10-15 Meter ... das ist ungefähr so groß wie ein Proton!
Dies mag ein winziges schwarzes Loch sein, aber es packt einen ziemlichen Schlag. Aber ist es messbar? Es wird angenommen, dass PBHs direkt durch Materie rasen, als ob sie nicht da wäre, aber sie werden Spuren hinterlassen. Wenn das winzige Wesen mit Überschallgeschwindigkeit durch die Erde fliegt, pumpt es Strahlung in Form von Elektronen und Positronen aus. Die von einem PBH erzeugte Gesamtenergie entspricht in etwa der Energie, die durch die Detonation einer Tonne TNT erzeugt wird, aber diese Energie ist die gesamt Energie, die es auf seinem Weg durch den Erddurchmesser ablagert, nicht die Energie, die es beim Aufprall erzeugt. Erwarten Sie also keine großartige Explosion, wir hätten das Glück, einen Funken zu sehen, der auf den Boden trifft.
Alle Hoffnungen, einen so kleinen Aufprall auf ein Schwarzes Loch zu entdecken, sind gering, da die erzeugten seismischen Wellen vernachlässigbar wären. Tatsächlich ist der einzige Beweis dafür, dass ein Schwarzes Loch dieser Größe den Planeten passiert, der Strahlenschaden entlang des mikroskopischen Tunnels, der von einer Seite der Erde zur anderen verläuft. Wie vom russisch / schweizerischen Team kühn gesagt:
“Es entsteht ein langes Rohr aus stark strahlungsgeschädigtem Material, das für die geologische Zeit erkennbar bleiben sollte."- Khriplovich, Pomeransky, Produit und Ruban, aus dem Papier:" Kann man den Durchgang eines kleinen Schwarzen Lochs durch die Erde erkennen? "
Da sich diese Forschung auf ein winziges, ursprüngliches Schwarzes Loch konzentriert, wäre es interessant zu untersuchen, welche Auswirkungen ein größeres Schwarzes Loch auf den Aufprall haben würde - vielleicht eines mit der Masse der Erde und dem Radius eines Golfballs…?
Quellpapier: arXiv
