- چه میشد اگر یک سیاهچالهٔ کوچک از کیهان اولیه از بدن انسان عبور میکرد؟ این همان چیزی بود که رابرت شِرِر از دانشگاه واندربیلت میخواست بداند.
- شِرِر گفت که این بستگی به اندازهٔ سیاهچاله دارد. اما یک موج شوک فوقصوتی میتواند همانند گلولهای از بافت عبور کند. و نیروهای گسلگیر میتوانند سلولها را پاره کنند.
- سیاهچالهها ممکن است مسئول مادهٔ تاریک در جهان باشند. بنابراین شناخت بیشتر سیاهچالهها میتواند به دانشمندان در درک بهتر مادهٔ تاریک کمک کند.
یک سیاهچالهٔ کوچک چه تأثیری بر بدن انسان خواهد داشت؟
برخی افراد ممکن است نگران گاز گرفتن توسط مار یا عنکبوت باشند، اما آیا تا به حال فکر کردهاید که اگر یک سیاهچالهٔ کوچک سعی کند از بدن شما عبور کند چه میشود؟ دانشگاه واندربیلت در نشویل، تنسی، اعلام کرد که یکی از اساتید آن، رابرت شِرِر، پاسخی برای این سؤال در نشریهٔ بینالمللی فیزیک مدرن ارائه داد. شِرِر برای یافتن تأثیرات گرانشی که اگر یک سیاهچالهٔ اولیه از بدن انسان عبور کند، میپرداخت، به دانشمندان کمک میکند تا ویژگیهای مادهٔ تاریک را بهتر درک کنند.
سیاهچالههای اولیه، سیاهچالههای نظری هستند که در کیهان اولیه شکل گرفتهاند، احتمالاً در اولین ثانیه پس از انفجار بزرگ. جرم آنها میتواند از صد هزار برابر کمتر از یک گیره کاغذ تا صد هزار برابر بیش از جرم خورشید متفاوت باشد. برخی پژوهشگران بر این باورند که این سیاهچالهها ممکن است بخشی یا حتی تمام مادهٔ تاریک جهان را تشکیل دهند.
در مقالهٔ خود، شِرِر حداقل اندازهٔ سیاهچالهٔ اولیهای را که برای ایجاد آسیب جدی به یک فرد کافی باشد، بررسی کرد. دانستن این اطلاعات میتواند به تعیین ویژگیهای این نوع مادهٔ تاریک مانند جرم آن کمک کند.
استفاده از پژوهشهای پیشین
مقاله بر پایهٔ مطالعهٔ پیشین شِرِر، با همکاری جگجیت سینگ سیدهو و گلن استارک مان از دانشگاه کیس وسترن ریزرو در کلیولند، اوهایو، ساخته شده است. آن مطالعه به بررسی مادهٔ تاریک ماکرو (MACROs) پرداخت. ماکروها یک دستهٔ گسترده از مادهٔ تاریک نظری هستند که بزرگ و از ذرات بسیاری تشکیل شدهاند. آنها دریافتند که ماکروها میتوانند تخریب کافی به بدن انسان وارد کنند. با توجه به اینکه تا به حال مرگی ناشی از ماکروها گزارش نشده، میتوانند محدودیتهایی برای ویژگیهای این ذرات تعیین کنند. شِرِر گفت:
میدانستم که میتوانم برخی از آن محاسبات را به مطالعهٔ سیاهچالههای اولیه انتقال دهم. مشاهدات اخیر از تابش گرانشی ناشی از ادغام سیاهچالهها، و همچنین تصاویر جدید سیاهچالهها، علاقه به موضوع سیاهچالهها را بهطور کلی زنده کردهاند. همچنین به یاد داشتم که در دههٔ ۱۹۷۰ یک داستان علمی‑تخیلی خواندهام که شخصی به دلیل عبور یک سیاهچاله از بدنش میمیرد. میخواستم ببینم آیا این امکانپذیر است یا خیر.
چه اتفاقی میافتد وقتی یک سیاهچالهٔ کوچک از بدن انسان عبور میکند؟
شِرِر دو اثر گرانشی احتمالی ناشی از عبور یک سیاهچالهٔ اولیه از بدن انسان را بررسی کرد: امواج شوک فوقصوتی و نیروهای گرانشی گسلگیر.
امواج شوک فوقصوتی زمانی شکل میگیرد که جسمی با سرعتی بالاتر از سرعت صوت حرکت کند و یک اختلال قوی به شکل یک مخروط ایجاد میکند. هنگام عبور از بدن انسان، یک سیاهچالهٔ اولیه این امواج شوک را در مسیر خود تولید میکند و بافتهای انسانی را همانند گلولهای که به بدن میخورد، ویران میسازد.
سیاهچاله همچنین نیروهای گرانشی گسلگیر یا اختلاف در شدت گرانش بین دو نقطه را ایجاد میکند. این نیروها نیروی کششی به وجود میآورند که مواد را میکشد و کش میدهد. این نیروی قوی میتواند سلولهای انسانی را پاره کند؛ سلولهای مغز که بیشترین حساسیت را به این نیروها دارند، بهویژه آسیبپذیر هستند.
چقدر احتمال وقوع چنین سرنوشتی وجود دارد؟
اگرچه این نتایج میتوانند به دانشمندان در تعیین جرم سیاهچالههای اولیه بهعنوان مادهٔ تاریک کمک کنند، آیا باید مرگ توسط سیاهچالهٔ اولیه را به فهرست ترسهای خود اضافه کنید؟ شِرِر گفت:
سیاهچالههای اولیه از نظر نظری ممکن هستند، اما ممکن است اصلاً وجود نداشته باشند. یک سیاهچالهٔ اولیه بهطور کافی بزرگ، تقریباً به اندازهٔ یک سیارک یا بزرگتر، در صورت عبور از بدن شما، آسیب جدی یا مرگ را بهبار خواهد آورد. رفتار آن شبیه به شلیک گلوله است. یک سیاهچالهٔ اولیه کوچکتر میتواند از بدن شما عبور کند و حتی متوجه آن نخواهید شد. با این حال، چگالی این سیاهچالهها آنقدر کم است که چنین برخوردی عملاً هرگز رخ نمیدهد.
نتیجهگیری: یک استاد فیزیک از دانشگاه واندربیلت، رابرت شِرِر، توصیف میکند که اگر یک سیاهچالهٔ کوچک از بدن انسان عبور کند چه اتفاقی میافتد.
منبع: اثرات گرانشی یک سیاهچالهٔ کوچک اولیه که از بدن انسان عبور میکند
از سوی دانشگاه واندربیلت