یک سیاهچاله به اندازه اتم هیدروژن، می‌تواند بشر را نابود کند؟
در سال ۱۹۷۴، نویسنده‌‌ای به نام لری نیون یک داستان معمایی جنایی با فرضیه‌ای جالب نوشت که آیا می‌توان انسان را با یک سیاهچاله کوچک هم کشت؟ جواب این است اگر یک سیاهچاله بسیار کوچک در ابعاد اتم به شما برخورد کند، می‌تواند کشنده باشد و امواج ضربه‌ای خطرناک‌تر خواهند بود؛ در این حالت، ورود یک سیاهچاله به بدن موجی از چگالی را ایجاد خواهد کرد که در بدن منتشر می شود؛ با این حال، یک سیاهچاله با جرم هیدروژن کشنده نخواهد بود.
پاسخ به این پرسش مهم در مطالعه علمی تازه
یک سیاهچاله با جرم کافی می‌تواند انسان را بکشد، اما یک سیاهچاله با جرم یک اتم هیدروژن به قدری کوچک است که قابل توجه نیست. سوال اصلی این است که حداقل اندازه سیاهچاله برای کشتن انسان چقدر می‌تواند باشد؟
ستاره‌شناسان، سیاهچاله‌ها را عموما بر اساس جرمشان به سه دسته ستاره‌ای، ابرجرم و میانی تقسیم‌بندی می‌کنند؛ این مطالعه، به بررسی سیاهچاله‌های نخستین می‌پردازد که احتمالا در اولین لحظات پیدایش کیهان شکل گرفته باشند و بسیار کوچکتر از سیاهچاله‌های ستاره‌ای باشند. جرم آن‌ها از جرم یک اتم تا چندین برابر جرم زمین تخمین زده شده است. با وجود این که هنوز هیچ سیاهچاله‌ای از این نوع کشف نشده، اما مشاهدات برخی از محدوده‌های جرمی را رد کرده‌اند.
با توجه به تابش هاوکینگ، سیاهچاله‌های اولیه با جرم کمتر از مقدار مشخصی (به‌عنوان مثال، ۱۰۰۰ میلیارد کیلوگرم)، به‌طور کامل تبخیر شده‌اند. وجود سیاهچاله‌های بزرگ‌تر می‌تواند بر حرکات ستاره‌ای تاثیر بگذارد، اما از آنجایی که چنین اثرات حرکتی گرانشی را مشاهده نکرده‌ایم، این سیاهچاله‌ها در صورت وجود دست‌کم باید بسیار نادر باشند.
سیاهچاله نخستین و ماده تاریک
برخی مدل‌های نظری، سیاهچاله‌های اولیه را به‌عنوان منبع ماده تاریک (Dark Matter) پیشنهاد می‌کنند. در این سناریو، محدودیت‌های مشاهده‌ای، جرم آن‌ها را در بازه‌ای حدود جرم سیارک‌ها قرار می‌دهند. این پژوهش به بررسی این بازه و دو اثر نیروی کشندی و امواج ضربه‌ای می‌پردازد.
نیروهای کشندی (جزر و مدی) به این دلیل رخ می‌دهند که هرچه به یک جرم نزدیک‌تر شوید، گرانش آن قوی‌تر می‌شود. این بدان معناست که یک سیاهچاله هنگام نزدیک شدن به بدن انسان، نیروی متفاوتی در نقاط مختلف بدن اعمال می‌کند. بنابراین، سوال این است که آیا چنین اختلاف نیرویی به قدر کافی قوی هست که بافت بدن را پاره کند؟
بله، نیروی کشندی ناشی از اختلاف شدید میدان گرانشی در اطراف سیاهچاله است. به دلیل چگالی فوق‌العاده زیاد سیاهچاله، اختلاف شدید نیروی گرانشی بین سر و پا، می‌تواند باعث پاره شدن اجسام نزدیک به آن شود.
اگر یک سیاهچاله با جرمی مشابه یک سیارک از بدن انسان عبور کند، امکان دارد آسیب موضعی ایجاد کند، اما احتمالا کشنده نباشد؛ این وضعیت شبیه عبور سوزن از بدن است، اما اگر سیاهچاله از میان سر شما عبور کند، ماجرا کاملا فرق می‌کند. نیروی کشندی سیاهچاله می‌تواند سلول‌های مغزی را پاره کند. حتی اختلاف نیروی بسیار کم (۱۰ تا ۱۰۰ نانونیوتن) می‌تواند برای انسان کشنده باشد، اما برای ایجاد چنین اثری، سیاهچاله باید جرم بسیار بالایی داشته باشد.
امواج ضربه، خطرناک‌تر خواهند بود. در این حالت، زمانی که یک سیاهچاله وارد بدن شما می‌شود، موجی از چگالی افزایش‌یافته را ایجاد می‌کند که در سراسر بدن منتشر می‌شود؛ این امواج ضربه می‌توانند به فیزیکی سلول‌ها آسیب برسانند و همچنین انرژی گرمایی منتقل کنند که باعث آسیب بیشتر می‌شود.
پس یک سیاهچاله نخستین می‌تواند شما را بکشد
برای ایجاد موج ضربه‌ای با انرژی مشابه یک گلوله کالیبر ۲۲، سیاهچاله فقط به جرمی در حدود ۱.۴ ضربدر ۱۰ به توان ۱۴ کیلوگرم نیاز دارد که کاملا در محدوده ممکن برای سیاهچاله‌های نخستین قرار می‌گیرد. حتی اگر سیاهچاله‌های نخستین با جرم در حد سیارک‌ها وجود داشته باشند، تعداد آن‌ها در مقایسه با وسعت عظیم فضا آن‌قدر کم است که احتمال رخ دادن چنین حادثه‌ای برای هر فرد در طول عمرش کمتر از یک در ۱۰ تریلیون خواهد بود.