Starověké černé díry dokázaly vyhloubit malé tunely ve skalách a budovách

Abychom našli černé díry, musíme se obvykle dívat tisíce světelných let daleko. Ale nová studie naznačuje, že bychom o nich mohli najít důkazy přímo zde na Zemi, jako malé tunely, které si vyhloubili ve skalách nebo starých budovách.

Na rozdíl od běžných černých děr, které se rodí kolapsem hmotných hvězd, jsou prvotní černé díry hypotetické objekty vytvořené brzy po velkém třesku. Modely naznačují, že by byly maličké – nacpaly hmotu asteroidu do prostoru atomu – a měly by dodnes svištět vesmírem. Jsou neviditelní a interagují s hmotou pouze prostřednictvím gravitace, jsou kandidátem na temnou hmotu.

Pro novou studii fyzici z University v Buffalu a National Dong Hwa University vypočítali, co udělá malá, rychle se pohybující černá díra, když narazí na pevný objekt, jako je planeta. Zjistili, že prvotní černá díra o hmotnosti 10¹⁹ kg by se provrtalo přímo planetou, takže by zůstal tunel široký pouhých 100 nanometrů.

To je zhruba hmotnost 324 Bamberga, 16. největšího asteroidu v hlavním pásu. Je asi 22krát větší než skála, která zabila dinosaury, ale nezpůsobila by takovou úroveň ničení – černá díra by se pohybovala mnohem rychleji a sbalila by svou hmotu do oblasti mnohem menší, takže zasáhne jako kulka, ne jako kulka. bombardovat.

„Pokud se projektil pohybuje médiem rychleji, než je rychlost zvuku, molekulární struktura média nemá čas reagovat,“ řekl Dejan Stojkovic, spoluautor studie. „Hoďte kamenem oknem, pravděpodobně se rozbije.“ Vystřelte do okna pistolí, pravděpodobně po něm zůstane díra.“

A tyto díry by mohly být právě kuřáckou pistolí (zamýšlenou slovní hříčkou), kterou potřebujeme. I když jsou tyto tunely malé, jsou dostatečně velké, aby je bylo možné vidět mikroskopem, což znamená, že bychom mohli skenovat horniny staré miliardy let, nebo dokonce budovy staré několik set let, abychom našli známky dokonale rovných mikroskopických červích děr skrz pevné materiály.

Bohužel to má samozřejmě háček: šance jsou poměrně nízké. Tým vypočítal, že pravděpodobnost, že by prapůvodní černá díra prošla jakýmkoli daným balvanem starým miliardu let, by byla pouze 0,000001 %. Přesto je to dostatečně jednoduchý test, že by i tak mohlo stát za to jej spustit.

„Šance na nalezení těchto signatur je malá, ale jejich hledání by nevyžadovalo mnoho zdrojů a potenciální zisk, první důkaz prvotní černé díry, by byl obrovský,“ řekl Stojkovič.

Ale co když něco není po celou dobu pevné? Tým také modeloval, co by prvotní černá díra udělala s planetou s tekutým jádrem. V těchto případech je pravděpodobné, že uvízne ve středu, kde by pohltil tekuté materiály a vyhloubil planetu.

Černá díra by se mohla zdržovat ve středu planet, jako je tato, nebo dokonce hvězd podle předchozího výzkumu, a to se možná nikdy nedozvíme. Ale náraz s jiným objektem by mohl černou díru uvolnit a zanechat za ní dutou skořápku.

Pokud by planeta byla menší než jedna desetina velikosti Země a měla správné složení, výzkumníci vypočítali, že dutá skořápka by se mohla sama unést. Je však větší a zhroutil by se.

Tým říká, že je to další potenciální způsob, jak hledat důkazy o prvotních černých dírách. Pokud je detekována malá planeta nebo malý měsíc s mnohem nižší hustotou, než by se dalo očekávat, mohlo by to znamenat, že je dutá.

Může to být běh na dlouhou trať, ale je to přinejmenším jedinečný způsob, jak hledat potenciální známky prvotních černých děr. Není příliš překvapivé, že je to od stejného výzkumníka, který nastínil, kde a jak bychom mohli být schopni detekovat červí díry ve vesmíru.

Výzkum byl publikován v časopise Fyzika temného vesmíru.

Zdroj: Univerzita v Buffalu