科技快讯:一枚比头发丝还细的黑洞,如何杀死一个人?

当一个质量相当于月球千分之一,事情视野的孔径不上1μm的神代黑洞穿过我们的身体,不良影响并不是一个伤口这么简单:这枚小型黑洞的极大吸引力能让你瞬间死亡。

科技快讯:一枚比头发丝还细的黑洞,如何杀死一个人?

有研究人员觉得,在宇宙诞生之初,宇宙空间视野限度里的辐射源相对密度显著提升,一些相对密度极强的地区可能发生吸引力坍缩,最后塌陷产生黑洞。

但是我们具体观察到的宇宙空间微波加热环境电磁辐射的抗压强度转变,一般仅为产生黑洞所必须的转变的十万分之一。现阶段,这类辐照度的转变只有在很大的空间尺度内被观察到。但在不大的尺寸下,因为更较高能的新物理学的存有,能够产生更大幅的抗压强度转变。即使目前的天文学数据信息只是说明这种情况存有基础理论里的概率,但暗物质的出现使我们有超额的原因去认真考虑这类假设。

宇宙中的有机物关键为暗物质。虽然多年来,专家一直试着在宇宙空间中或试验室里捕获暗物质颗粒的踪迹,可是现阶段这些方面依然没什么进度。而神代黑洞(Primordial black holes, PBHs)或者便是一种暗物质备选颗粒。天体物理学研究发现,质量过高或是太低神代黑洞也不可能是暗物质,但如果它质量处于月球质量的十亿分之一到千分之一中间,换句话说与一颗孔径为1~100公里的小行星的质量非常,因此它就会有可能是暗物质。

6600百万年,也恰好是那样一颗小行星撞击地球,让(非飞禽)霸王龙和地球上近3/4的其它种群迈向灭亡。这是一次引人深思的物种大灭绝事情,它提示着大家即便是遥不可及的天上,也可能是灾祸的根源。为了避免这类事情再次发生,我们可以通过寻找由小行星表层反射面的日光,来检测很有可能抵达地球上的小行星。2005年,美国众议院就曾规定美国航空航天局找到90%的直经超出140米,很有可能对世界导致威协的星体,而那时候导致恐龙灭绝的希克苏鲁伯小行星的直径为10公里。

在这一总体目标的引导下,“泛星计划”(Pan STARRS)天文望远镜和薇拉·滨逊天文(Vera C. Rubin Observatory)相继完工。这种望眼镜运用太阳光帮助我们探寻不可见的黑暗地带,他们能够进行美国众议院所需求的2/3的指标值。如果能够提早检验到朝地球上飞过来的小行星,因此大家也有可能让他们偏移方位。但有别于这种小行星,神代黑洞不反射面日光,所以我们没法用这种方法开展检测。两者确实会产生细小的霍金辐射,可是对一个质量为月球百万分之一之上的星体而言,他们的光亮度却比0.1泰利斯的迷你型电灯泡还需要薄弱。这类不可见性,就是我们忧虑的原因之一。

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薇拉·滨逊天文(图片出处:Rubin Obs./NSF/AURA)

但更值得思考的或许是:这种由暗物质组成的神代黑洞,是否会对我们构成威胁?倘若神代黑洞与人们身体接触,那样这将象征着初期宇宙空间和最近宇宙空间的一次杰出会面:宇宙膨胀后1飞秒激光(10-15秒)内发生的不可见化学物质与138亿光年后才能造成的智能化性命完成了偶遇。即便如此,你也不容易期待这一场“会晤”产生在自个的身上。

让我来表述为何。我将关键对于在容许范围之内质量比较大的神代黑洞开展表明,其实就是这些质量为月球千分之一的黑洞。质量更小一点神代黑洞尽管更为广泛,可是他们造成的危害也更弱。质量为月球千分之一的神代黑洞的视野,只是分子孔径的大概1000倍。

有些人很有可能会想,那样一个小物件穿过人体,造成的损害几乎为零。针对宇宙线等高能粒子而言的确如此,但针对神代黑洞而言,情形则完全不一样。在神代黑洞强劲吸引力的功效下,我的身体会在它穿过时一瞬间塌陷成3厘米。参考太阳系中暗物质晕的速率,一个非常典型的神代黑洞的运动速度约为每秒钟100公里,它所造成的强劲吸引力将于10分秒内不断牵扯我的身体。这枚神代黑洞所产生的感觉神经,就好像一个具有极强吸附力的微型吸尘器快速穿过我的身体,造成他们的肌肉组织、人体骨骼、毛细血管和内脏器官快速收拢。这类歪曲水平是人类彻底无法承受的,而且会直接引起身亡。

那样,大家遭受这类激烈安全事故的机率是不是很大呢?一个粗略地的测算也许能让你松一口气。假如以上质量的神代黑洞由暗物质组成,那样在我们的一生中,与神代黑洞相逢的几率大概为1/1026。换句话说,在地球上现居的80亿人群中,其中一个人和黑洞相碰的几率大概为1/1016。假如10亿年后人口数量依然维持在现在的水准,因此从目前到那时候中间,有些人与黑洞相碰的可能性约为1/109。而在此之后,太阳光将蒸干地球上每一个深海,地球上也将越来越不会再适居。

即便咱们把别的星球里的大行星也考量以内,因此在全部可观测的宇宙空间范围之内,较多约有1万亿元“人”会因与神代黑洞相碰而身亡。因而,大家完全可以安心地假定,大家中没有人会遭到这类大灾难。在多重宇宙中,考虑到的标准更广,而且假如存有更为风险的其它方式的暗物质,那致死人数也许会大量。

可是,这些处在太阳系边缘,少见且不由此可见的星体也可能是神代黑洞,例如幻想里的第九大行星。在近期的一篇文章中,我和我的学生们阿米尔·西拉子杰(Amir Siraj)明确提出,根据薇拉·滨逊天文观察神代黑洞与奥尔特云里的岩层碰撞时发生的耀斑,我们能检测到全部太阳系中的神代黑洞。

显而易见,人们遭受别的灾祸(比如小行星碰撞)的隐患要比与神代黑洞相碰的概率高得多。在这里一点上,霸王龙应当深有感触。以上统计数据说明,咱们不用为了能神代黑洞在夜里彻夜难眠,也无须特意更新他们的医保。置身新冠肺炎疫情和气候问题两大危机当中,这算得上是当然妈妈传送给他们的喜讯,我们应该对于此事感到开心。

关于作者:

施洗约翰·洛布是美国哈佛大学气象学系前负责人,哈佛大学和史密森天体物理核心基础理论与测算研究院院长。

全文连接:

https://www.scientificamerican.com/article/death-by-primordial-black-hole/

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