Juodosios skylės yra vieni stipriausių ir destruktyviausių objektų Visatoje. Kad ir kaip bauginančiai tai skamba, tūkstančiai šių paslaptingų tuštumų šią akimirką gali praskrieti ir pro jūsų namus.
Mokslininkai mano, kad visata gali būti nusėta objektų, vadinamų pirmapradėmis juodosiomis skylėmis. Kai kuriais skaičiavimais, per metus per kiekvieną planetos kvadratinį metrą jų gali praskrieti net 1 000. Viena iš šių juodųjų skylių gali praskrieti tiesiai pro jūsų galvą, o jūs net nesužinosite, kad ji ten yra.
Pirmykštės juodosios skylės yra senoviniai dariniai, susiformavę pirmosiomis Didžiojo sprogimo akimirkomis ir nuo to laiko dreifuojantys Visatoje.
Tačiau tai nėra žvaigždes ryjančios, galaktikas griaunančios supermasyvios juodosios skylės, kurios rodomos tokiuose mokslinės fantastikos filmuose kaip „Tarp žvaigždžių“ (angl. „Interstellar“).
Tai mikroskopinės singuliarumo formos, ne didesnės už vandenilio atomą, kurių masė svyruoja nuo vienos bakterijos iki vidutinio dydžio asteroido.
Juodosios skylės jūsų namuose
Paprastai juodosios skylės susidaro, kai daug masės turinti žvaigždė sukrenta į save, kol susiformuoja itin tankus taškas, vadinamas singuliarumu. Šie materijos taškai pasižymi tokia stipria gravitacine trauka, kad net šviesą įtraukia į save, todėl jie atrodo „juodi“.
Tačiau pirmapradės juodosios skylės gali susiformuoti šiek tiek kitaip. Tiesą sakant, jos turėjo susiformuoti taip anksti Visatoje, kad žvaigždės net nebūtų spėjusios susiformuoti.
„Pirmykštės juodosios skylės – tai juodosios skylės, susidariusios netrukus po Didžiojo sprogimo. Šiuo laikotarpiu Visatos temperatūra ir energijos tankis buvo labai dideli“, – sakė Dr. De-Chang Dai, juodųjų skylių tyrėjas iš Jangdžou universiteto.
Taigi, kai susiformavo nedideli „per tankūs“ materijos lopinėliai, didelė energija juos sutraukė į labai mažas juodąsias skyles.
Per 13,8 mlrd. metų kai kurios iš šių juodųjų skylių turėjo lėtai išnykti dėl proceso, vadinamo Hawkingo spinduliavimu, palikdamos tik nedideles liekanas.
Pagrindinė priežastis, kodėl mokslininkai taip domisi šiais šiuo metu teoriniais objektais, yra ta, kad jie yra vieni iš geriausių kandidatų į tamsiąją medžiagą.
Tamsioji medžiaga – tai hipotetinė medžiaga, kurią mokslininkai pasiūlė kaip masę, kurios, atrodo, trūksta galaktikoms. Nors mes jos nematome ir negalime su ja sąveikauti, mokslininkai apskaičiavo, kad tamsioji medžiaga gali sudaryti apie 27 proc. Visatos.
Kadangi pirmykštės juodosios skylės nespinduliuoja daug energijos ir jų beveik neįmanoma aptikti, o kartu jos turi daug masės, jos puikiai tinka šiam vaidmeniui.
„Atsižvelgiant į visus šiuos nulinius tiesioginių ir netiesioginių tamsiosios medžiagos paieškų rezultatus, pirmapradės juodosios skylės atrodo mažiausiai egzotiška galimybė“, – teigė Bafalo universiteto juodųjų skylių fizikas profesorius Dejanas Stojkovičius.
Jei šios mažytės juodosios skylės iš tiesų yra tai, ką mokslininkai vadina „tamsiąja materija“, tuomet jų turėtų būti beveik visur Visatoje, įskaitant ir mūsų Saulės sistemą.
Kiek yra pirmapradžių juodųjų skylių?
Kadangi žinome, kiek turėtų būti tamsiosios medžiagos, mokslininkai gali apskaičiuoti, kiek pirmapradžių juodųjų skylių turėtume sutikti. Tačiau tai priklausys nuo to, kokią masę, mokslininkų nuomone, turi pirmapradė juodoji skylė.
Dr. Sarah Geller, Santa Kruso Kalifornijos universiteto fizikė teoretikė, teigia, kad jei pirmapradės juodosios skylės egzistuoja, tai jų kiekvienos masė tikriausiai yra „milijardas milijardų gramų“ – maždaug asteroido dydžio.
„Darant prielaidą, kad jos sudaro visą tamsiąją medžiagą, galime tikėtis, kad bent viena iš jų bus 5 astronominių vienetų atstumu nuo Saulės, t. y. maždaug Jupiterio orbitos atstumu“, – sakė Geller.
Panašią nuomonę turi ir Miuncheno universiteto juodųjų skylių tyrėjas, daktaro laipsnį turintis Valentinas Thossas.
„Jei jų masė yra 10 trilijonų tonų, o tai prilygsta labai sunkiam asteroidui, tai Saulės sistemos planetų zonoje jų vidutiniškai būtų kelios dešimtys.
Galime tikėtis, kad per 20 metų vienas iš jų praskris pro Žemę maždaug 200 milijonų kilometrų atstumu, t. y. maždaug tokiu atstumu, koks yra tarp Saulės ir Žemės“, – teigė Thossas.
Tačiau kuo lengvesnė bus kiekviena atskira juodoji skylė, tuo daugiau jų reikės tamsiosios medžiagos masei Visatoje sudaryti, o kai kurie mokslininkai mano, kad jos gali būti daug lengvesnės.
Anksčiau mokslininkai manė, kad juodosios skylės laikui bėgant išgaruoja tiek, kad tiesiog išnyksta. Tačiau nauji tyrimai rodo, kad gali egzistuoti riba, dėl kurios ilgainiui garavimas sulėtėja, kol pasiekia stabilią masę. Dėl to juodosios skylės galėtų būti daug mažesnės, nei mokslininkai manė anksčiau.
Profesorius Stojkovičius teigia, kad visos pirmapradės juodosios skylės galėjo susitraukti ir tapti „Planko masės liekanomis“, sveriančiomis vos 10 mikrogramų.
Esant tokiai masei, Visata būtų tokia pilna pirmapradžių juodųjų skylių, kad 1 000 jų per metus praeitų pro kiekvieną Žemės kvadratinį metrą.
Kas nutiks, jei į jus pataikys juodoji skylė?
Faktas, kad aplink Saulės sistemą yra juodųjų skylių, gali kelti nerimą, tačiau tai, kiek tai kelia nerimą, priklauso nuo juodųjų skylių masės. Jei juodosios skylės yra tokios mažos, kaip mano profesorius Stojkovičius, tuomet nėra ko nerimauti.
„1 000 praskriejimų per metus viename kvadratiniame metre visai nėra drastiška, nes 10 mikrogramų yra maždaug bakterijos masė. Bet kuriuo metu aplink mus yra trilijonai bakterijų, nors jos juda ne itin greitai“, – sakė Stojkovičius.
Šios mažytės juodosios skylės praeitų pro jūsų kūną net nesutrikdydamos jūsų ląstelių, jau nekalbant apie tai, kad padarytų kokią nors pastebimą žalą.
Didėjant prognozuojamai juodųjų skylių masei, tikimybė, kad viena iš jų pataikys į Žemę, tampa vis retesnė, tačiau jos taip pat gali padaryti daugiau žalos.
Maždaug 300 kilometrų per sekundę greičiu skriejanti juodoji skylė, kurios masė yra tarp asteroido ir nedidelės planetos masės, per kelias sekundes pralėktų pro Žemę. Tačiau tai nebūtų panašu į įprasto tankio asteroido smūgį į Žemę.
Kadangi pirmykštės juodosios skylės yra tokios mažos, maždaug atomo dydžio, mokslininkai teigia, kad jų praskriejimas pro kietąją medžiagą būtų panašus į kulkos praskriejimą pro debesį.
Jei viena iš jų pataikytų į Žemę, ji galėtų palikti labai mažą tunelį tiesiai per planetą ir sukelti neįprastus seisminius signalus, tačiau kitaip jos nebūtų galima aptikti. Tačiau jei viena iš šių didesnių pirmapradžių juodųjų skylių pataikytų į jus, tai tikrai pajustumėte.
„Greičiausiai tai nebūtų gerai to žmogaus sveikatai. Pirminė juodoji skylė pereitų per žmogų, ir nors liktų tik labai maža skylutė, ji galėtų suteikti tam tikrą greitį ir žmogų išties išmušti iš vėžių“, – teigia dr. Gelleris.
Ankstesniais skaičiavimais nustatyta, kad septynių trilijonų tonų masės juodoji skylė smogtų tokia pat jėga kaip 22 kalibro šautuvo kulka. Tokios galios pakaktų, kad, kaip ir šūvio iš pistoleto, būtų galima sudraskyti organus, suplėšyti kūną ir sunaikinti smegenis.
Laimei, ši masė yra pačioje viršutinėje pirmykščių juodųjų skylių galimų masių riboje, todėl jums turėtų labai nepasisekti, kad su tokia susidurtumėte.
Dr. Gellerio teigimu, tokio susidūrimo tikimybė yra labai maža ir „daug didesnė tikimybė, kad jums pavyks iš lėktuvo atsitiktinai numesti žemės riešutą į milijono futbolo aikščių dydžio lauką ir pataikyti į vieną konkretų žolės stiebelį“.
