Многие астрофизики полагают, что гипотетические черные дыры, имеющие микроскопические или даже субатомные размеры, могут находиться в нашей Солнечной системе, и даже на Земле. Это предполагает, что подобные объекты потенциально способны проникать в человеческий организм. Недавно один из исследователей предпринял попытку оценить масштаб последствий такого сценария.
В космосе выделяют два типа черных дыр: черные дыры звездных масс, образовавшиеся в результате коллапса ядер массивных звезд, и сверхмассивные черные дыры, находящиеся в центрах галактик и обладающие массой, достигающей миллионов или даже миллиардов солнечных масс. В шаровых звездных скоплениях ученые ищут черные дыры промежуточных, средних масс. Существует также гипотеза о существовании первичных черных дыр, которые не поддаются наблюдению с помощью телескопов.
Именно такое название им дали, поскольку, согласно мнению Стивена Хокинга и других астрофизиков, они образовались в космосе на ранних этапах: вскоре после Большого взрыва, когда Вселенная еще не успела значительно расшириться и оставалась достаточно плотной, водород, присутствовавший повсеместно, оказался в условиях сильного сжатия.
Исследователи полагают, что плотность вещества была настолько велика, что под воздействием давления оно повсеместно «сжималось» в огромное количество крошечных черных дыр. По мнению Хокинга, именно совокупность подобных объектов и представляет собой темную материю, поиск которой продолжается на протяжении многих лет.
По мнению ученых, масса первичной черной дыры может быть сопоставима с массой астероида или даже планеты. При этом ее диаметр потенциально может быть меньше размера атома. Стивен Хокинг надеялся, что эти объекты будут обнаружены в будущем благодаря квантовым процессам: еще советские астрофизики Владимир Грибов и Яков Зельдович предполагали, что квантовые частицы способны преодолевать горизонт событий, что приводит к непрерывной, хотя и незначительной, потере массы черной дырой. Британский астрофизик расширил эту концепцию и сформулировал гипотезу об излучении черных дыр, впоследствии получившую название излучение Хокинга.
Согласно расчетам, первичные черные дыры с массой менее 100 миллиардов тонн, вероятно, уже распались из-за излучения Хокинга. Однако, более массивные объекты представляют интерес для поиска, например, в окрестностях галактического диска — в гало Млечного Пути.
Несмотря на отсутствие убедительных свидетельств в пользу существования первичных черных дыр, даже их теоретическое обоснование вызывает споры. Однако, данная гипотеза сохраняет значительную поддержку среди ученых, и вероятность наличия таких объектов не исключается даже в пределах Солнечной системы. Кроме того, исследователи изучают потенциальные последствия их возникновения на Земле или внутри планеты.
Физики провели расчеты и установили, что прохождение сквозь внутренности Земли даже небольшой черной дыры способно вызвать ощутимые сейсмические колебания. Существует также гипотеза о том, что первичные черные дыры могут скапливаться в земном ядре, формируя в нем своеобразную «полость».
Недавнее исследование, проведенное астрофизиком Робертом Дж. Шеррером из Университета Вандербильта (США), углубило эту тему, и он задался вопросом о последствиях прохождения миниатюрной черной дыры через человеческое тело. Результаты его вычислений были опубликованы в научной статье, доступной на сервере препринтов arXiv.
По мнению исследователя, первичная черная дыра, пронесшаяся сквозь человека, может оказать существенное воздействие двумя способами: разрушение тканей из-за ударной волны, распространяющейся со скоростью, превышающей скорость звука, и разрушение клеток мозга под воздействием гравитационных сил, возникающих при взаимодействии с объектом атомарных размеров, обладающим массой, сопоставимой с массой астероида.
Согласно расчетам, проведенным ученым, первичная черная дыра пройдет через весь головной мозг за миллионную долю секунды. Он отметил, что этот орган достаточно устойчив к воздействию столь малого масштаба. Тем не менее, астрофизик полагает, что более серьезную угрозу представляет собой ударная волна.
Тем не менее, расчеты указывают на то, что наименьшая масса первичной черной дыры, способной погубить человека или нанести ему значительный вред, достигает 140 миллиардов тонн. Для сопоставления, астероид Веста диаметром 525 километров имеет массу в 260 миллиардов тонн. Предполагается, что мини-черные дыры столь большой массы крайне редки, поэтому опасаться их не стоит. Вероятность столкновения человека с подобным объектом оценивается как 10⁻¹⁸ событий в год, что является исключительно маловероятным событием.