Jak zapewne wiecie, istnieje wiele sposobów, w jakie Wszechświat może nas wszystkich zabić, niszcząc Ziemię i wszelkie oznaki życia ludzkiego lub życia w ogóle, istniały na naszej planecie. Wybuchy promieniowania gamma, wyrzuty masy koronalnej lub po prostu dziwna asteroida lub kometa uderzające w Ziemię z łatwością zabiłyby większość życia na naszej planecie. Ale co z czarnymi dziurami? Czy my też musimy się o nich martwić? Czy czarna dziura może wymazać całe życie na Ziemi, wciągając nas w zapomnienie? Jest to możliwe, ale mało prawdopodobne. I mało prawdopodobne jest, że obliczono, że prawdopodobieństwo zabicia przez czarną dziurę wynosi około jeden do jednego biliona.
Najpierw czarna dziura musi dostać się na Ziemię. Są na to dwa sposoby. Pierwszy polega na tym, że sami go tworzymy, drugi zaś, gdy czarna dziura wędrująca po galaktyce zdarza się na naszym małym Układzie Słonecznym i wędruje w kierunku Słońca. Zaczniemy od pierwszego scenariusza: stworzenia własnego zniszczenia.
Jak moglibyśmy stworzyć własną czarną dziurę? Teoretycznie, kiedy uderzasz protony razem z wystarczającą siłą, istnieje możliwość stworzenia małej, krótkotrwałej czarnej dziury. Zderzacze cząstek, takie jak Wielki Zderzacz Hadronów w Genewie w Szwajcarii, który ma zacząć ponownie działać w listopadzie 2009 r., Mogą potencjalnie stworzyć maleńkie czarne dziury poprzez zderzenia protonów. W mediach głównego nurtu pojawiło się wiele nagłówków na temat potencjału LHC do tworzenia niekontrolowanych czarnych dziur, które znajdą drogę do centrum Ziemi i pożrą ją od środka, powodując „całkowite zniszczenie”. Brzmi przerażająco, prawda? Co więcej, dwie osoby starały się o powstrzymanie LHC z powodu potencjalnego zagrożenia, które według nich stanowiło.
Jednak LHC w żaden sposób nie zniszczy Ziemi. Wynika to z faktu, że wszelkie czarne dziury utworzone przez LHC niemal natychmiast odparują, z powodu tak zwanego promieniowania Bekensteina-Hawkinga, które zakłada, że czarne dziury rzeczywiście promieniują energię, a zatem mają ograniczoną żywotność. Czarna dziura o masie, powiedzmy, kilku protonów, wyparowałaby w trylionach sekundy. I nawet gdyby się tu trzymał, nie byłby w stanie wyrządzić dużych szkód: prawdopodobnie przechodziłby przez materię tak, jakby nie istniał. Jeśli chcesz wiedzieć, czy LHC zniszczyło Ziemię, idź tutaj.
Oczywiście istnieją inne sposoby tworzenia czarnych dziur niż LHC, a mianowicie promienie kosmiczne, które regularnie uderzają w naszą atmosferę. Jeśli przez cały czas tworzą mini-czarne dziury, żadna z nich nie wydaje się połykać Ziemi… jeszcze. Inne eksperymenty naukowe mają również na celu zbadanie właściwości czarnych dziur tutaj na Ziemi, ale niebezpieczeństwo wynikające z tych eksperymentów jest bardzo, bardzo minimalne.
Teraz, gdy wiemy, że czarne dziury utworzone tutaj na Ziemi prawdopodobnie nas wszystkich nie zabiją, a co z czarną dziurą z głębin kosmosu wędrujących w naszym sąsiedztwie? Czarne dziury zazwyczaj występują w dwóch rozmiarach: supermasywnym i gwiezdnym. Supermasywne czarne dziury znajdują się w sercach galaktyk, a jedna z nich raczej nie pojawi się na naszej drodze. Gwiezdne czarne dziury powstają z umierającej gwiazdy, która ostatecznie rezygnuje z walki z grawitacją i imploduje. Najmniejsza czarna dziura, która może powstać w wyniku tego procesu, ma około 12 mil średnicy. Najbliższą czarną dziurą do naszego układu słonecznego jest Cygnus X-1, który znajduje się w odległości około 6000 lat świetlnych, o wiele za daleko, by stanowić zagrożenie, muskając go do naszego otoczenia (chociaż istnieją inny sposoby, które mogłyby potencjalnie zaszkodzić nam, gdyby były bliżej, takie jak wysadzenie nas strumieniem promieni rentgenowskich, ale to zupełnie inna historia). Proces tworzenia czarnej dziury tej odmiany - supernowej - mógłby potencjalnie zawiesić czarną dziurę w całej galaktyce, gdyby supernowa wydarzyła się w parze podwójnej, a eksplozja byłaby asymetryczna.
Gdyby gwiezdna czarna dziura przebiła Układ Słoneczny, byłoby to dość brzydkie. Obiektowi prawdopodobnie towarzyszyłby dysk akrecyjny ogrzanej, radioaktywnej materii, która oznajmiałaby obecność czarnej dziury poprzez smażenie naszej atmosfery promieniami gamma i rentgenowskimi. Dodaj do tego siły pływowe czarnej dziury niszczące Słońce i inne planety, a co najmniej masz ogromny bałagan na rękach. Możliwe jest, że wiele planet, a nawet Słońce, może zostać odrzuconych z Układu Słonecznego, w zależności od masy, prędkości i zbliżania się czarnej dziury. Yikes.
Jest ostatnia możliwość, by czarne dziury siały spustoszenie na Ziemi: Pierwotne Czarne Dziury. Są to miniaturowe czarne dziury, które teoretycznie zostały stworzone w intensywnych energiach Wielkiego Wybuchu (które LHC planuje naśladować na DUŻO mniejszą skalę). Wiele z nich najprawdopodobniej wyparowało miliardy lat temu, ale czarna dziura, która rozpoczęła się masą góry (10 miliardów ton), mogłaby potencjalnie nadal czaić się wokół galaktyki. Dziura tego rozmiaru świeciłaby w temperaturze miliardów stopni od promieniowania Bekensteina-Hawkinga i prawdopodobnie zobaczymy, jak nadchodzi z powodu obserwatoriów takich jak NASA Swift.
Z odległości kilku metrów grawitacja czarnej dziury byłaby ledwo zauważalna, więc tego rodzaju czarna dziura nie miałaby wpływu na grawitację Układu Słonecznego. Jednak w odległości mniejszej niż cal grawitacja byłaby intensywna. Zasysałoby powietrze, gdy przechodziło przez atmosferę Ziemi, i zaczynało tworzyć mały dysk akrecyjny. Dla tak małej czarnej dziury Ziemia wydaje się bliska próżni, więc prawdopodobnie przejdzie przez nią, pozostawiając po sobie promieniowanie na swojej drodze i nic więcej.
Czarna dziura tej odmiany o masie Ziemi byłaby jednak mniej więcej wielkości orzeszka ziemnego i byłaby w stanie potencjalnie przesunąć Księżyc prosto w Ziemię, zależnie oczywiście od trajektorii i prędkości czarna dziura. Znowu. Mało tego, gdyby uderzyło ono w Ziemię, dewastacja byłaby całkowita: wchodząc do atmosfery, pochłaniałaby dużo gazu i tworzyła radioaktywny dysk akrecyjny. Gdy będzie się zbliżać, ludzie i przedmioty na powierzchni zostaną do niej wciągnięte. Gdy uderzy w powierzchnię, zacznie połykać Ziemię i prawdopodobnie zjada całą drogę. W tym scenariuszu Ziemia byłaby niczym więcej jak delikatnym dyskiem szczątków wokół pozostałej czarnej dziury.
Czarne dziury są przerażające i fajne, i żaden z przedstawionych tu scenariuszy nie ma nawet szansy się zdarzyć, nawet jeśli są zabawne, aby o tym myśleć. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o czarnych dziurach, Hubblesite ma doskonałą encyklopedię, podobnie jak Stardate.org. Możesz także sprawdzić resztę naszej sekcji na temat czarnych dziur w Przewodniku po kosmosie lub posłuchać wielu odcinków Astronomy Cast na ten temat, takich jak odcinki 18, lub pytań wyświetlanych w Czarnych, czarnych dziurach. Wiele informacji o prawdopodobieństwie i skutkach zderzenia czarnej dziury z Ziemią w tym artykule pochodzi z rozdziału 5 Phila Plaita „Śmierć z nieba!”
Źródła: Discover Magazine, NASA
