Kita semua bisa menebak apa yang akan terjadi seandainya sebuah lubang hitam besar melayang ke tata surya kita ... tidak akan ada yang tersisa begitu tarikan gravitasi yang intens menghabiskan planet-planet dan mulai menghisap Matahari kita. Tetapi bagaimana jika lubang hitam itu kecil, mungkin sisa yang tersisa dari Big Bang, lewat tanpa diketahui melalui lingkungan kita, tidak memiliki dampak yang dapat diamati pada ruang lokal? Bagaimana jika singularitas kecil ini jatuh di jalur orbit Bumi dan mengenai planet kita? Peristiwa aneh ini telah direnungkan oleh fisikawan teoretis, memahami bagaimana lubang hitam kecil dapat dideteksi karena meninju lubang yang rapi melalui Bumi ...
Lubang hitam primordial (PBH) adalah produk prediksi Big Bang. Karena energi besar yang dihasilkan pada awal Semesta kita, lubang hitam yang tak terhitung jumlahnya diperkirakan telah diciptakan. Namun, lubang hitam kecil diperkirakan tidak akan hidup lama. Karena lubang hitam berteori untuk memancarkan energi, mereka juga akan kehilangan massa (menurut teori Stephen Hawking, Radiasi Hawking), lubang hitam kecil karenanya akan menghilang dengan sangat cepat. Dalam publikasi tahun 1975 yang terkenal oleh Hawking, ia memperkirakan ukuran minimum lubang hitam harus bertahan sampai hari ini. PBH harus setidaknya 1012kg (itu 1.000.000.000.000.000 kg) massa ketika dibuat. 1012kg sebenarnya cukup kecil dalam standar kosmik - Bumi memiliki massa 6Ã — 1024kg - jadi kita berbicara tentang ukuran gunung kecil.
Jadi, bayangkan adegan itu. Bumi (planet mana pun dalam hal ini) dengan gembira mengorbit Matahari. Sebuah lubang hitam primordial kecil kebetulan melewati tata surya kita, dan melintasi orbit Bumi. Kita semua sadar bagaimana benda berbatu seperti Asteroid Dekat Bumi akan mempengaruhi Bumi jika menabrak kita, tetapi apa yang akan terjadi jika kecil Dekat Lubang Hitam Bumi pukul kami? Fisikawan teoretis dari Institut Fisika Nuklir Budker di Rusia, dan Pusat Data Sains INTEGRAL di Swiss, telah merenungkan pertanyaan yang sama, dan dalam sebuah makalah baru mereka menghitung bagaimana kita bisa mengamati peristiwa itu jika terjadi (kalau-kalau kita tidak tahu kami telah menabrak sesuatu!).
PBH yang jatuh ke bintang atau planet telah dipikirkan sebelumnya. Seperti yang sebelumnya diulas di Space Magazine, beberapa pengamatan tentang planet dan bintang dapat dikaitkan dengan lubang hitam kecil yang terperangkap di dalam sumur gravitasi tubuh. Ini mungkin menjelaskan suhu yang tidak biasa diamati di Saturnus dan Jupiter, mereka lebih panas dari yang seharusnya, panas ekstra mungkin diproduksi oleh interaksi dengan PBH yang bersembunyi di dalamnya. Jika terperangkap dalam bintang, PBH mungkin mengambil energi dari reaksi nuklir di inti, mungkin membawa supernova prematur. Tetapi bagaimana jika PBH berjalan sangat cepat dan mengenai Bumi? Inilah yang menjadi fokus penelitian ini.
Saya mengharapkan beberapa peristiwa bencana dan energik ketika lubang hitam purba menghantam Bumi. Bagaimanapun, ini adalah lubang hitam! Tetapi hasil dari makalah ini sedikit anti-klimaks, tapi tetap sama.
Dengan menghitung dari mana energi dari tabrakan itu berasal, para peneliti dapat memperkirakan apa dampak dari tabrakan itu. Dua sumber energi utama akan berasal dari PBH yang benar-benar mengenai materi Bumi (kinetik) dan dari radiasi lubang hitam. Dengan asumsi kita memiliki kemungkinan lebih besar mengenai lubang hitam-mikro (mis. Jauh lebih kecil daripada lubang hitam dari bintang yang runtuh) yang berasal dari awal Semesta, itu akan menjadi kecil. Menggunakan Hawking's 1012kg lubang hitam sebagai contoh, lubang hitam ukuran ini akan memiliki jari-jari 1,5Ã — 10-15 meter ... kira-kira seukuran proton!
Ini mungkin salah satu lubang hitam kecil, tapi itu mengepak cukup. Tetapi apakah itu bisa diukur? PBH berteori untuk membuka materi langsung seolah-olah itu tidak ada, tetapi akan meninggalkan bekas. Ketika entitas kecil terbang melalui Bumi pada kecepatan supersonik, ia akan memompa radiasi dalam bentuk elektron dan positron. Total energi yang diciptakan oleh PBH kira-kira sama dengan energi yang dihasilkan oleh peledakan satu ton TNT, tetapi energi ini adalah total energi yang ditimbunnya sepanjang jalurnya melalui diameter Bumi, bukan energi yang dihasilkannya pada tumbukan. Jadi jangan mengharapkan ledakan yang luar biasa, kita akan beruntung melihat percikan saat menyentuh tanah.
Setiap harapan untuk mendeteksi dampak lubang hitam kecil seperti itu tipis, karena gelombang seismik yang dihasilkan akan diabaikan. Faktanya, satu-satunya bukti lubang hitam seukuran ini yang melewati planet ini adalah kerusakan radiasi di sepanjang terowongan mikroskopis yang melintas dari satu sisi Bumi ke sisi lainnya. Seperti yang dinyatakan dengan berani oleh tim Rusia / Swiss:
“Ini menciptakan tabung panjang dari bahan yang rusak sangat radiasi, yang harus tetap dikenali untuk waktu geologis."- Khriplovich, Pomeransky, Produit dan Ruban, dari surat kabar:" Bisakah seseorang mendeteksi berlalunya lubang hitam kecil melalui Bumi? "
Karena penelitian ini berfokus pada lubang hitam kecil yang primordial, akan menarik untuk menyelidiki efek dari lubang hitam yang lebih besar pada dampak - mungkin satu dengan massa Bumi dan jari-jari bola golf ...?
Sumber kertas: arXiv
