Czarne dziury mogą występować na Ziemi. Uczeni wiedzą, jak ich szukać

Nowe badania nad pierwotnymi czarnymi dziurami

Najnowsze badania sugerują, że pierwotne czarne dziury (ang. primordial black hole, PBH) mogą znajdować się we wnętrzach gwiazd neutronowych i stopniowo zużywać ich zapasy gazu. Zespół fizyków, analizując ten fenomen, zaproponował nową metodę ich potencjalnego wykrycia.

Badacze twierdzą, że istnieje sposób na odnalezienie tych tajemniczych obiektów. Zasugerowali badanie wnętrz planet i asteroid oraz wykorzystanie metalowych płyt do detekcji PBH, szukając śladów ich przejścia. Zespół pod przewodnictwem fizyka De-Chunga Dai z Narodowego Uniwersytetu Dong Hwa na Tajwanie, przy współpracy z naukowcami z USA, wysunął te propozycje.

Naukowcy są zafascynowani małymi czarnymi dziurami od czasu, gdy rosyjscy badacze przewidzieli ich istnienie w 1966 roku. Zainteresowanie tym tematem wzrosło również dzięki Stephenowi Hawkingowi, którego praca doprowadziła do przełomowego odkrycia w 1974 roku. Hawking stwierdził, że czarne dziury mogą z czasem wyparować, a tempo tego procesu zależy od ich masy. Masywne czarne dziury mogą istnieć dłużej niż 14 miliardów lat (czyli przybliżony wiek Wszechświata). Natomiast mniejsze mogły już zaniknąć lub właśnie są w trakcie tego procesu.

W ostatnich latach temat PBH zyskał na znaczeniu, gdyż naukowcy rozważają ich istnienie jako potencjalnych kandydatów na ciemną materię oraz jako źródło pierwotnych fal grawitacyjnych. Odkrycie tych obiektów mogłoby pomóc w rozwiązaniu wielu kluczowych zagadek współczesnej kosmologii. Jednak jak dotąd nie udało się przeprowadzić żadnych jednoznacznych obserwacji, które potwierdzałyby ich istnienie.

„Jeśli asteroida, księżyc lub mała planeta mają płynne jądro otoczone stałą skorupą, to mała czarna dziura może stosunkowo szybko je pochłonąć (w ciągu tygodni lub miesięcy). Skorupa pozostałaby nienaruszona, o ile materiał jest wystarczająco wytrzymały, by oprzeć się naprężeniom grawitacyjnym wywołanym przez obecność czarnej dziury. W efekcie powstałaby pusta struktura w środku planety” – wyjaśnił De-Chang.

Polecamy: Nauka na tropie ciemnej materii. Mars może być kluczem do zagadki

Badania nad naprężeniami grawitacyjnymi

De-Chang i jego zespół przeanalizowali naprężenia grawitacyjne generowane przez te niewielkie obiekty. Następnie porównali wyniki z wytrzymałością na ściskanie materiałów, z których zbudowane są skorupy planet, takich jak minerały krzemianowe, żelazo i inne pierwiastki. W badaniach uwzględniono także najtrwalsze znane człowiekowi materiały, takie jak wielościenne nanorurki węglowe.

„Odkryliśmy na przykład, że granit może podtrzymywać puste struktury o promieniu sięgającym 1/10 promienia Ziemi. Z tego powodu powinniśmy skupić się na planetoidach, księżycach i asteroidach” – powiedział Dejan Stojkovic, jeden z badaczy.

Te obliczenia umożliwiają poszukiwanie dowodów na istnienie PBH zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi. Aby to osiągnąć, naukowcy muszą oszacować gęstość różnych ciał niebieskich. Pozwoli to zidentyfikować potencjalnie puste obiekty, które nadają się do dalszych badań przez sondy, lądowniki i inne zrobotyzowane misje kosmiczne. Zasugerowano również montaż czujników do detekcji czarnych dziur.

„Jeśli mała czarna dziura przejdzie przez materiał stały, pozostawi po sobie prosty, długi tunel o promieniu porównywalnym do jej własnego” – wyjaśnił Stojkovic.

Polecamy: HOLISTIC NEWS: Ile mamy czasu, żeby ewakuować się z Ziemi w kosmos? Maciej Myśliwiec | #PoLudzku

Możliwości wykrywania pierwotnych czarnych dziur

Obliczenia są stosunkowo proste. Czarna dziura o masie równej 10²³ gramów powinna pozostawić tunel o promieniu 0,1 mikrona (czyli 0,0001 milimetra). Naukowcy uważają, że mimo dużej energii, którą posiadają te obiekty, w momencie ich przejścia przez materiał energia ta staje się niewielka. W rzeczywistości mała czarna dziura mogłaby przejść przez ciało człowieka, a ten by tego nie zauważył.

Badacze proponują skanowanie różnych materiałów, takich jak skały czy szkło, w poszukiwaniu mikrotuneli. Jak zauważył De-Chang, w ostatnich latach pojawiły się sugestie, że niektóre pierwotne czarne dziury mogą być ukryte w gwiazdach.

Polecamy: Wszechświat nie jest pustką. Co skrywa przestrzeń kosmiczna?