Co by się stało, gdyby miniaturowa czarna dziura przeszła przez człowieka?

Wyobraź sobie obiekt mniejszy od ziarnka piasku, który posiada masę ogromnej asteroidy i wędruje prosto przez Twoje ciało. Choć brzmi to jak scenariusz filmu science fiction, fizycy podeszli do tego problemu z pełną powagą jako do eksperymentu myślowego. Analizy pokazują, że spotkanie z tak ekstremalnym skupiskiem grawitacji skończyłoby się zupełnie inaczej, niż podpowiada nam intuicja i popkultura.

Miniaturowa czarna dziura wędruje prosto przez twoje ciało. Brzmi jak film science fiction, ale fizycy policzyli ten scenariusz bardzo serio.

Naukowcy potraktowali ten pomysł jak eksperyment myślowy: co zrobiłaby z człowiekiem czarna dziura mniejsza od ziarnka piasku, za to o masie asteroidy? Analizy grawitacji, fal uderzeniowych i odporności ludzkich tkanek pokazują, że finał wcale nie wygląda tak, jak podpowiada wyobraźnia.

Czym w ogóle są pierwotne czarne dziury

W podręcznikach najczęściej pojawiają się ogromne czarne dziury powstające po zapadnięciu masywnych gwiazd. Fizycy podejrzewają jednak istnienie zupełnie innej klasy obiektów – tak zwanych pierwotnych czarnych dziur, uformowanych tuż po Wielkim Wybuchu.

Przeczytaj również: Jak powstał wszechświat? Najważniejsze teorie i naukowe fakty o początku kosmosu

Według modeli kosmologicznych takie obiekty mogły powstać z lokalnych zagęszczeń materii w bardzo młodym kosmosie. Co istotne, ich masa mogłaby być ekstremalnie różna: od wartości porównywalnej z masą atomu, aż po masy przewyższające masę Ziemi.

W badaniach, na których opiera się opisywany scenariusz, skupiono się na czarnych dziurach o masie podobnej do asteroidy, rzędu od 10¹³ do 10¹⁹ kilogramów . To liczby abstrakcyjne, więc proste porównanie:

Przeczytaj również: Czy sygnały od kosmitów już nas minęły? Nauka ma chłodną odpowiedź

• objekt miałby rozmiar około mikrometra, czyli mniej niż bakteria,
• a jego masa odpowiadałaby ogromnej kosmicznej skale skalnej.

Taka kombinacja – mikroskopijny rozmiar i gigantyczna masa – sprawia, że grawitacja w bezpośrednim otoczeniu staje się skrajnie silna, choć działa tylko w bardzo wąskim obszarze.

Grawitacyjne „rozrywanie” ciała: siły pływowe

Największe zagrożenie, gdy mowa o czarnych dziurach, wiąże się z grawitacją. Nie chodzi tylko o jej siłę, ale o różnicę przyciągania na różnych krańcach tego samego obiektu. To zjawisko określa się jako siły pływowe .

Przeczytaj również: Tajemniczy sygnał z kosmosu trwał siedem godzin i zaskoczył astronomów

Przy dużej czarnej dziurze różnice grawitacji między głową a stopami astronauty byłyby tak wielkie, że ciało zostałoby rozciągnięte niczym guma. Dla miniaturowej czarnej dziury o masie asteroidy sytuacja jest subtelniejsza, bo oddziaływanie skupia się na objętości mniejszej niż końcówka igły.

W typowym scenariuszu przejście czarnej dziury przez rękę czy brzuch zachowywałoby się bardziej jak ekstremalnie głębokie ukłucie niż natychmiastowa anihilacja ciała.

Siły pływowe byłyby bardzo silne, ale tylko w mikroskopijnym kanale, przez który przelatuje obiekt. Dla tkanek takich jak mięśnie czy skóra przypominałoby to szybkie mechaniczne rozerwanie na minimalnym obszarze. Lokalnie – dramat, globalnie dla organizmu – coś, co można porównać do poważnej rany kłutej.

Dlaczego mózg ma tu wyjątkowo pecha

Sytuacja zmienia się radykalnie, gdy ścieżka lotu czarnej dziury przecina czaszkę. Komórki nerwowe są znacznie bardziej delikatne niż mięśnie. Wystarczą