Todos podemos adivinar lo que sucedería si un agujero negro masivo llegara a nuestro sistema solar ... no quedaría mucho una vez que la intensa atracción gravitacional consuma los planetas y comience a absorber nuestro Sol. Pero, ¿qué pasa si el agujero negro es pequeño, tal vez un remanente del Big Bang, que pasa desapercibido a través de nuestro vecindario y no tiene un impacto observable en el espacio local? ¿Qué pasa si esta pequeña singularidad cae en el camino de la órbita de la Tierra y golpea nuestro planeta? Este extraño evento ha sido meditado por físicos teóricos, entendiendo cómo se puede detectar un pequeño agujero negro al perforar un agujero limpio a través de la Tierra ...
Los agujeros negros primordiales (PBH) son un producto predicho del Big Bang. Debido a la energía masiva generada al comienzo de nuestro Universo, se cree que se crearon innumerables agujeros negros. Sin embargo, no se espera que los pequeños agujeros negros vivan mucho tiempo. A medida que se teorice que los agujeros negros irradian energía, también perderán masa (según la teoría de Stephen Hawking, Radiación Hawking), los pequeños agujeros negros desaparecerán muy rápidamente. En una conocida publicación de 1975 de Hawking, estima el tamaño mínimo que debe tener un agujero negro para sobrevivir hasta nuestros días. El PBH tendría que ser al menos 1012kg (eso es 1,000,000,000,000 kg) en masa cuando se crea. 1012kg es en realidad bastante pequeño en estándares cósmicos: la Tierra tiene una masa de 6 × 1024kg - entonces estamos hablando del tamaño de una pequeña montaña.
Entonces, imagina la escena. La Tierra (cualquier planeta para el caso) está felizmente orbitando al Sol. Un pequeño agujero negro primordial pasa por nuestro sistema solar y por la órbita de la Tierra. Todos somos conscientes de cómo un cuerpo rocoso como un asteroide cercano a la Tierra afectaría a la Tierra si nos golpeara, pero qué sucedería si un pequeño Cerca del agujero negro de la tierra ¿Golpeanos? Los físicos teóricos del Instituto Budker de Física Nuclear en Rusia y el Centro de Datos Científicos INTEGRALES en Suiza, han estado reflexionando sobre esta misma pregunta, y en un nuevo documento calculan cómo podríamos observar el evento en caso de que ocurriera (en caso de que no lo hiciéramos). ¡No sé que habíamos golpeado algo!).
Los PBH que caen en estrellas o planetas se han pensado antes. Como se revisó previamente en la revista Space, algunas observaciones de los planetas y las estrellas podrían atribuirse a pequeños agujeros negros atrapados dentro del pozo gravitacional del cuerpo. Esto podría explicar las temperaturas inusuales observadas en Saturno y Júpiter, son más calientes de lo que deberían, el calor extra podría ser producido por interacciones con un PBH escondido en su interior. Si está atrapado dentro de una estrella, un PBH podría tomar energía de las reacciones nucleares en el núcleo, tal vez provocando una supernova prematura. Pero, ¿qué pasa si el PBH viaja muy rápido y golpea la Tierra? En esto se centra esta investigación.
Esperaría un evento catastrófico y enérgico cuando un agujero negro primordial golpee la Tierra. Después de todo, ¡es un agujero negro! Pero los resultados de este documento son un poco anti-clímax, pero de todos modos son geniales.
Al calcular de dónde puede venir la energía de la colisión, los investigadores pueden estimar qué efecto puede tener la colisión. Las dos fuentes principales de energía serán del PBH que realmente golpea el material de la Tierra (cinético) y de la radiación del agujero negro. Suponiendo que tengamos más probabilidades de golpear un micro agujero negro (es decir, mucho, mucho más pequeño que un agujero negro de una estrella colapsada) que se origina desde el comienzo del Universo, será muy pequeño. Usando los 10 de Hawking12kg agujero negro como ejemplo, un agujero negro de este tamaño tendrá un radio de 1.5 × 10-15 metros ... ¡eso es aproximadamente del tamaño de un protón!
Este puede ser un pequeño agujero negro, pero tiene un gran impacto. ¿Pero es medible? Se teoriza que los PBHs atraviesan la materia como si no estuviera allí, pero dejarán una marca. A medida que la pequeña entidad vuela a través de la Tierra a una velocidad supersónica, bombeará radiación en forma de electrones y positrones. La energía total creada por un PBH es aproximadamente igual a la energía producida por la detonación de una tonelada de TNT, pero esta energía es la total energía que deposita a lo largo de su camino a través del diámetro de la Tierra, no la energía que produce en el impacto. Así que no esperes una explosión magnífica, tendremos la suerte de ver una chispa cuando toque el suelo.
Las esperanzas de detectar un impacto de agujero negro tan pequeño son escasas, ya que las ondas sísmicas generadas serían insignificantes. De hecho, la única evidencia de un agujero negro de este tamaño que atraviesa el planeta será el daño por radiación a lo largo del túnel microscópico que pasa de un lado de la Tierra al otro. Como audazmente declarado por el equipo ruso / suizo:
“Crea un tubo largo de material dañado muy radiativo, que debe ser reconocible por tiempo geológico."- Khriplovich, Pomeransky, Produit y Ruban, del periódico:" ¿Se puede detectar el paso de un pequeño agujero negro a través de la Tierra? "
Como esta investigación se centra en un pequeño agujero negro primordial, sería interesante investigar los efectos de un agujero negro más grande en el impacto, ¿tal vez uno con la masa de la Tierra y el radio de una pelota de golf ...?
Documento fuente: arXiv
