Sciencemag.cz
Doporučujeme
Extrémní podmínky raného vesmíru možná umožnily vznik mnoha malých černých děr dávno před zrodem prvních hvězd. O těchto primordiálních (prvotních) černých dírách se teoreticky hovoří již několik desetiletí a mohly by být dokonce tvořit i stále nám unikající temnou hmotu. Přesto nebyla žádná primordiální černá díra dosud nikdy pozorována.
Nový výzkum, na němž se podílela University at Buffalo, navrhuje k potvrzení jejich existence uvažovat o velkých i malých černých dírách a naznačuje, že by se jejich signatura mohla pohybovat od velmi velkých dutých planetek ve vesmíru až po nepatrné mikroskopické tunely v materiálech, které se běžně vyskytují na Zemi, jako jsou kameny, kovy a sklo.
Tato studie předpokládá, že primordiální černá díra uvězněná ve velkém skalnatém objektu ve vesmíru by pohltila jeho tekuté jádro a zanechala by ho duté. Alternativně by rychlejší primordiální černá díra mohla za sebou zanechat rovné tunely dostatečně velké na to, aby byly viditelné mikroskopem, pokud by procházely pevným materiálem, včetně materiálu přímo zde na Zemi.
„Šance na nalezení těchto stop je malá, ale jejich hledání by nevyžadovalo mnoho prostředků a potenciální přínos, první důkaz existence primordiální černé díry, by byla obrovský,“ říká spoluautor studie Dejan Stojkovic University at Buffalo. Podle něj konec konců nezbývá než zkoušet vymýšlet nějaké nestandardní nápady, protože dosavadní snaha o nalezení primordiálních černých děr nevedla k ničemu.
Nyní výše uvedené trochu podrobněji: Studie vypočítala, jak velká může být dutá planetka, aniž by se zhroutila sama do sebe, a pravděpodobnost průchodu primordiální černé díry objektem na Zemi. (Mimochodem, prý by to pro člověka nebylo smrtelné, viz dále.)
PBH (PČD, nechme nadále anglickou zkratku) by měly mnohem menší hmotnost než hvězdné černé díry později vytvořené umírajícími hvězdami, ale stále by byly extrémně husté, jako hmota hory stlačená do velikosti atomu.
D. Stojkovic se zajímal o to, zda PBH někdy uvízla uvnitř planety, měsíce nebo asteroidu, ať už během jejich vzniku, nebo po něm. „Pokud má objekt kapalné centrální jádro, pak zachycená PBH může pohltit kapalné jádro, jehož hustota je vyšší než hustota vnější pevné vrstvy,“ říká.
PBH by pak mohla z objektu uniknout, třeba při srážce s asteroidem, a zůstal by po ní jen dutý obal.
Byla by však taková skořápka dostatečně pevná, aby se sama udržela, nebo by se jednoduše zhroutila pod vlastním napětím? Na základě porovnání pevnosti přírodních materiálů, jako je žula a železo, s povrchovým napětím a hustotou povrchu vědci vypočítali, že takový dutý objekt by mohl mít maximálně jednu desetinu poloměru Země. Pokud je větší než to, zhroutí se. (Viz výše, planetka, nikoliv planeta.)
Tyto duté objekty by mohly být detekovatelné pomocí dalekohledů. Hmotnost, a tedy i hustotu, lze určit studiem dráhy objektu. Je-li hustota objektu vzhledem k jeho typu příliš nízká, bude pravděpodobně dutý.
Studie dále navrhuje, že v případě objektů bez kapalného jádra by PBH mohly jednoduše projít a zanechat za sebou rovný tunel. Například PBH o hmotnosti 10 na 22 gramů by za sebou zanechala tunel o tloušťce 0,1 mikronu.
Jako účinný detektor černých děr by mohla sloužit velká deska z kovu nebo jiného materiálu, která by byla sledována s ohledem na náhlý výskyt těchto tunelů. Větší šanci nicméně dává hledání již existujících tunelů ve starých materiálech – od budov starých stovky let po horniny staré miliardy let.
I za předpokladu, že temná hmota je skutečně tvořena PBH, vypočítali autoři studie, že pravděpodobnost průchodu PBH skrz miliardu let starý balvan je 0,000001.
(Lidská tkáň není „napjatá“, takže by ji PBH neroztrhala. A přestože kinetická energie PBH může být obrovská, nemůže se jí při srážce uvolnit mnoho, protože černá díra se pohybuje tak rychle. Asi jako kulka může udělat díru ve skle, zatímco pomalejší kámen ho naopak třeba roztříští.)
De-Chang Dai et al, Searching for small primordial black holes in planets, asteroids and here on Earth, Physics of the Dark Universe (2024). DOI: 10.1016/j.dark.2024.101662
Zdroj: University at Buffalo / Phys.org, přeloženo / zkráceno
jako by clovekem prosel mount everest jako bod velky 1/10000 milimetru.
jsem si pri teto prilezitosti vzpomnel na knihu/Serial Problém tri teles. Kdyz lod vcetne lidi rozrezalii pomoci nanovláken, rikal jsem si – ale nemohlo by se stat, ze by to proslo bez vetsi skody? (i kdyz to bylo pri podstatne nizsi rychlosti)
to byla perfektni scena 🙂
ale mam dojem, ze tam ty vlakna mela vesi prumer, pulmilimetrova struna uz by cloveka myslim rozrizla.