Juodosios skylės – vieni destruktyviausių objektų visatoje. Ir tūkstančiai jų galbūt dūzgia jūsų namuose šią akimirką.
Tokių juodųjų skylių, arba bedugnių, mokslininkų vadinamų pirmapradėmis, visatoje gali būti didžiulė daugybė. Kai kuriais skaičiavimais, per metus kiekvieną mūsų planetos kvadratinį metrą perskrodžia iki 1000 panašių objektų. Tai reiškia, kad juodoji skylė gali praskrieti tiesiai per jūsų galvą ir net nesužinosite, kas nutiko.
Senesnės už žvaigždes
Neišsigąskite – omenyje turimos ne tos žvaigždes ryjančios, galaktikas siurbiančios supermasyviosios juodosios bedugnės.
Pirmapradės juodosios skylės – tai senoviniai dariniai, susiformavę pačiomis pirmosiomis Didžiojo sprogimo akimirkomis ir nuo to laiko dreifuojantys visatoje. Priešingai nei milžiniškos rajūnės, kokias greičiausiai matėte juostoje „Tarp žvaigždžių“ bei kituose fantastiniuose filmuose, jos visai menkutės. Mikroskopiniai singuliarumai, ne didesni už vandenilio atomą.
Kas kita jų masė: šioji gali svyruoti nuo vienos bakterijos iki vidutinio dydžio asteroido masės. Pirmapradės juodosios skylės gali sverti 100 000 kartų mažiau už sąvaržėlę, bet gali būti ir 100 000 kartų sunkesnės už Saulę.
Juodosios bedugnės paprastai susidaro įvykus masyvios žvaigždės gravitaciniam kolapsui. Tuomet susiformuoja teorinis itin didelio tankio taškas, vadinamas singuliarumu.
Manoma, kad šie materijos taškai pasižymi tokia stipria gravitacine trauka, jog įsiurbia net šviesą ir niekada nebeišleidžia. Todėl jos – skylės, arba bedugnės, dabar abu šie terminai lygūs, – ir vadinamos juodosiomis.
Bet pirmapradės skylės greičiausiai formavosi kiek kitaip.
Jos visatoje turėjo atsirasti taip anksti, kad žvaigždės dar tiesiog nebuvo spėjusios gimti.
Proga rasti tamsiąją materiją
Netrukus po Didžiojo sprogimo temperatūra ir energijos tankis visatoje buvo labai aukšti. Tad kai atsirado mažos perteklinio tankio materijos kišenės, visa ši milžiniška energija suspaudė jas į labai mažas juodąsias bedugnes.
Per kitus 13,8 mlrd. metų kai kurios iš šių juodųjų bedugnių turėjo lėtai išgaruoti dėl proceso, vadinamo Hokingo spinduliuote (hipotetinio šiluminio spinduliavimo, kurį pačios ir skleidžia). Bet, matyt, ne visos.
Štai dėl ko mokslininkai taip domisi šiais kol kas teoriniais objektais.
Pirmapradės juodosios skylės – vienos geriausių kandidačių į tamsiąją materiją. Hipotetinę medžiagą, kuri galėtų paaiškinti trūkstamą masę galaktikose.
Nors mes negalime jos matyti ar su ja sąveikauti, tamsioji materija, fizikų skaičiavimais, gali sudaryti net apie 27 proc. visatos masės. O kadangi pirmapradės juodosios skylės neskleidžia daug energijos ir yra beveik neaptinkamos, bet turi daug masės, jos puikiai tinka šiam vaidmeniui.
Jei šios mažytės juodosios bedugnės iš tiesų yra tai, ką mokslininkai pavadino „tamsiąja materija“, tuomet jų turėtų būti aptinkama beveik visur visatoje. Įskaitant ir mūsų Saulės sistemą.
Visatos klajūnės
Kiek tokių miniatiūrinių juodųjų skylių galėtų būti?
Anot fizikų, jas net įmanoma suskaičiuoti – kadangi žinoma, kiek tamsiosios materijos turėtų būti visatoje. Yra tik vienas „bet“: masė. Nuo to, kokia ji, priklausytų skaičius.
Viena fizikų teoretikų nuomonių tokia: jeigu miniatiūrinės juodosios skylės tikrai egzistuoja, kiekvienos jų masė greičiausiai siekia „milijardus milijardų“ gramų, o dydis maždaug prilygsta asteroidui.
Darant prielaidą, kad jos sudaro visą tamsiąją materiją visatoje, galime tikėtis, jog bent viena pirmapradė bedugnė bus nutolusi per 5 astronominius vienetus nuo Saulės – maždaug Jupiterio orbitos atstumu.
Ir dar: jeigu jų masė yra, tarkime, dešimt trilijonų tonų (tiek sveria labai sunkus asteroidas), planetinėje Saulės sistemos zonoje būtų keliolika tokių objektų.
Vadinasi, galime tikėtis, kad per artimiausius 20 metų viena pirmapradžių juodųjų skylių praskries pro Žemę maždaug 200 mln. kilometrų atstumu – apytiksliai tokiu, kaip nuo mūsų iki Saulės.
O gal jos lengvos?
Kita vertus, kuo lengvesnė kiekviena atskira juodoji bedugnė, tuo daugiau jų reikės, kad sudarytų visatos tamsiosios materijos masę. O kai kurie tyrėjai kaip tik ir mano, kad jos gali būti daug lengvesnės.
Mokslininkai anksčiau įsivaizdavo, kad juodosios bedugnės ilgainiui išgaruos iki visiško išnykimo.
Tačiau nauji tyrimai rodo, jog gali egzistuoti riba, kurią pasiekus garavimas ima lėtėti, iki pirmapradės bedugnės pasiekia stabilią masę.
Jei tai tiesa, juodosios bedugnės gali būti daug mažesnės, nei tyrėjai anksčiau manė esant įmanoma.
Yra nuomonė, kad visos pirmapradės juodosios skylės galėjo susitraukti iki Planko masės likučių ir dabar sverti vos 10 mikrogramų.
Tokios menkos masės jų tuomet būtų pilna visata. Ir mes su jomis prasilenktume jau ne kartą per du dešimtmečius ir ne atstumu iki Saulės. Miniatiūrinės juodosios skylės kasmet lakiotų po 1000 kiekvienam kvadratiniam Žemės metrui.
Kiaurai Žemę per kelias sekundes
Mintis, kad galbūt gyvename tokioje juodųjų skylių tirštynėje, kelia nerimą. Bet ar tikrai verta nerimauti, pasak fizikų, priklauso vėlgi nuo šių objektų masės.
Jeigu jie tikrai tokie mažyčiai, kaip kai kas tiki, jaudintis tikrai nėra dėl ko. 1000 juodųjų skylių viename kvadratiniame metre sykį per metus esą tikrai nėra drastiškas skaičius, nes 10 mikrogramų – tai maždaug bakterijos masė. Kiekvieną akimirką mus supa trilijonai bakterijų, tik tiek, kad jos „nelaksto“ tokiu greičiu, kaip juodosios skylės. Bet ir šios perskrostų mūsų kūną net nepajudindamos ląstelių, jau nekalbant apie pastebimą žalą.
Tačiau net jeigu spėjama juodųjų skylių masė netiksli ir iš tikro yra daug didesnė, tikimybė, jog viena jų atsitrenks į Žemę, būtų dar retesnė. Nors potenciali žala, kurią nekviesta atėjūnė padarytų, – didesnė.
Skriedama maždaug 300 kilometrų per sekundę greičiu, juodoji bedugnė, kurios masė svyruotų nuo asteroido ir mažos planetos masės, pervertų Žemę per kelias sekundes.
Bet tai nebūtų panašu į normalaus tankio asteroido atsitrenkimą.
Kadangi pirmapradės juodosios bedugnės nepaprastai mažos – maždaug atomo dydžio, mokslininkų teigimu, jos kietąją materiją perskrostų tarsi kulka debesį. Viena tokia, atsitrenkusi į Žemę, greičiausiai paliktų labai mažą tunelį ir sukeltų neįprastus seisminius signalus, bet kitais atžvilgiais būtų neaptinkama.
Tarsi šūvis iš šautuvo
Tik jei viena iš sunkiųjų pirmapradžių juodųjų bedugnių atsitrenktų į jus, tikrai tą pajustumėte.
Mokslininkai atviri: greičiausiai į gera sveikatai tai neišeitų. Skylutė liktų gal ir labai menka, tačiau esant tokiam baisiam greičiui, stumtelėjimas būtų kaip reikiant.
Buvo net atlikti skaičiavimai, pagal kuriuos 7 trilijonus tonų sverianti juodoji skylė smogtų tokia pat jėga, kaip 22 kalibro šautuvo kulka. Ir kaip kulka ji turėtų užtektinai galios sudraskyti vidaus organus, audinius ir sunaikinti smegenis.
Tačiau gera žinia tai, jog tokia pirmapradės juodosios skylės masė, ne tik kad hipotetinė, dar yra ir pačiame aukščiausiame galimų masių diapazone. Turėtų labai jau smarkiai nenusisekti, kad susidurtumėte su viena iš jų.
Praktikoje panašaus susidūrimo tikimybė yra nykstamai maža. Fizikų teigimu, daug labiau tikėtina, kad pavyktų atsitiktinai iš lėktuvo numesti žemės riešutą į milijono futbolo aikščių dydžio lauką ir pataikyti į vieną konkretų žolės stiebelį.
