Possiamo tutti indovinare cosa succederebbe se un enorme buco nero si insinuasse nel nostro sistema solare ... non rimarrebbe molto se una intensa attrazione gravitazionale consumasse i pianeti e iniziasse a succhiare il nostro Sole. Ma cosa succede se il buco nero è piccolo, forse un residuo del Big Bang, che passa inosservato attraverso il nostro vicinato, senza alcun impatto osservabile sullo spazio locale? E se questa piccola singolarità cade sul percorso dell'orbita terrestre e colpisce il nostro pianeta? Questo strano evento è stato ponderato dai fisici teorici, capendo come un piccolo buco nero potesse essere rilevato mentre perforava un buco pulito attraverso la Terra ...
I buchi neri primordiali (PBH) sono un prodotto previsto del Big Bang. A causa della grande energia generata all'inizio del nostro Universo, si pensa che siano stati creati innumerevoli buchi neri. Tuttavia, non si prevede che piccoli buchi neri vivranno a lungo. Poiché si ipotizza che i buchi neri irradino energia, perderanno anche massa (secondo la teoria di Stephen Hawking, Radiazione Hawking), quindi i piccoli buchi neri si esauriranno molto rapidamente. In una nota pubblicazione del 1975 di Hawking, stima la dimensione minima che un buco nero deve essere per sopravvivere fino ai giorni nostri. Il PBH dovrebbe essere di almeno 1012kg (ovvero 1.000.000.000.000 di kg) in massa quando viene creato. 1012kg è in realtà piuttosto piccolo negli standard cosmici - la Terra ha una massa di 6-1024kg - quindi stiamo parlando delle dimensioni di una piccola montagna.
Quindi, immagina la scena. La Terra (qualsiasi pianeta per quella materia) è felicemente in orbita attorno al Sole. Un piccolo buco nero primordiale sta semplicemente attraversando il nostro sistema solare e attraverso l'orbita terrestre. Siamo tutti consapevoli di come un corpo roccioso come un Asteroide vicino alla Terra influenzerebbe la Terra se ci colpisse, ma cosa accadrebbe se un piccolo Buco nero vicino alla terra colpiscici? I fisici teorici del Budker Institute of Nuclear Physics in Russia e il INTEGRAL Science Data Center in Svizzera hanno riflettuto su questa stessa domanda, e in un nuovo documento calcolano come potremmo osservare l'evento nel caso si verificasse (nel caso in cui non lo facessimo sai che avevamo colpito qualcosa!).
I PGB che cadevano in stelle o pianeti sono stati pensati in precedenza. Come precedentemente recensito nello Space Magazine, alcune osservazioni dei pianeti e delle stelle potrebbero essere attribuite a piccoli buchi neri intrappolati nel pozzo gravitazionale del corpo. Questo potrebbe spiegare le temperature insolite osservate in Saturno e Giove, sono più calde di quanto dovrebbero essere, il calore in più potrebbe essere prodotto dalle interazioni con un PBH nascosto all'interno. Se intrappolato all'interno di una stella, un PBH potrebbe prendere energia dalle reazioni nucleari nel nucleo, portando forse una supernova prematura. Ma cosa succede se il PBH viaggia molto velocemente e colpisce la Terra? Questo è ciò su cui si concentra questa ricerca.
Mi aspetterei un evento catastrofico ed energico quando un buco nero primordiale colpisce la Terra. Dopo tutto, è un buco nero! Ma i risultati di questo articolo sono un po 'anti-climax, ma allo stesso tempo cool.
Calcolando da dove può provenire l'energia della collisione, i ricercatori possono stimare quale effetto potrebbe avere la collisione. Le due principali fonti di energia provengono dal PBH che colpisce il materiale terrestre (cinetico) e dalle radiazioni del buco nero. Supponendo che abbiamo più probabilità di colpire un buco micro-nero (cioè molto, molto più piccolo di un buco nero da una stella crollata) originato dall'inizio dell'Universo, sarà minuscolo. Usando Hawking’s 1012kg buco nero, ad esempio, un buco nero di queste dimensioni avrà un raggio di 1,5 × 10-15 metri ... ha circa le dimensioni di un protone!
Questo può essere un piccolo buco nero, ma racchiude un bel pugno. Ma è misurabile? Si ipotizza che i PBH sfrecciano dritto attraverso la materia come se non ci fosse, ma lascerà un segno. Mentre la piccola entità vola attraverso la Terra a una velocità supersonica, pomperà radiazioni sotto forma di elettroni e positroni. L'energia totale creata da un PBH equivale all'incirca all'energia prodotta dalla detonazione di una tonnellata di TNT, ma questa energia è la totale energia che si deposita lungo il suo percorso attraverso il diametro della Terra, non l'energia che produce all'impatto. Quindi non aspettarti una magnifica esplosione, saremmo fortunati a vedere una scintilla mentre colpisce il terreno.
Qualsiasi speranza di rilevare un impatto così piccolo sul buco nero è scarsa, poiché le onde sismiche generate sarebbero trascurabili. In effetti, l'unica prova di un buco nero di queste dimensioni che passa attraverso il pianeta sarà il danno da radiazione lungo il microscopico tunnel che passa da un lato della Terra all'altro. Come coraggiosamente dichiarato dal team russo / svizzero:
“Crea un lungo tubo di materiale danneggiato fortemente radiativo, che dovrebbe rimanere riconoscibile per il tempo geologico."- Khriplovich, Pomeransky, Produit e Ruban, dal giornale:" È possibile rilevare il passaggio di un piccolo buco nero attraverso la Terra? "
Dato che questa ricerca si concentra su un piccolo buco nero primordiale, sarebbe interessante studiare gli effetti di un buco nero più grande sull'impatto - forse uno con la massa della Terra e il raggio di una pallina da golf ...?
Documento di origine: arXiv
