Що буде з планетою, якщо у ній утвориться чорна діра

25 квітня 2025 р. 20:55

25 квітня 2025 р. 20:55

Чорні дірки — одні з найзагадковіших і лякаючих об’єктів у Всесвіті. Їхня гравітація настільки сильна, що навіть світло не може її подолати. Ми звикли думати про них як про величезні космічні монстри, що знаходяться далеко-далеко в темному космічному просторі і здатні поглинати цілі зірки і викривляти простір і час. Але що станеться, якщо крихітна чорна діра раптово з’явиться усередині Землі чи іншої планети? Чи виникне поряд з небесним тілом?

Чорні дірки зазвичай асоціюються з колосальними космічними об’єктами з величезною масою та щільністю, що народжуються з останків загиблих зірок. Але що, якщо у Всесвіті існують їхні мініатюрні побратими, настільки маленькі, що їх неможливо розглянути навіть у найпотужніший мікроскоп? Вчені допускають можливість існування мікроскопічних чорних дірок, які відрізняються від своїх зоряних побратимів.

Згідно з однією з гіпотез, такі об’єкти могли з’явитися в перші миті після Великого вибуху, коли простір-час був насичений квантовими флуктуаціями. У тих екстремальних умовах могли формуватися звані первинні чорні дірки — крихітні згустки матерії з високою щільністю. Іншими словами, об’єкти, невиразні навіть при використанні найпотужнішого мікроскопа, але одночасно з цим, що мають величезну масу, скажімо, з Еверестом.

Ще більш дивно, що такі об’єкти теоретично можуть виникати і в земних умовах. Наприклад. у потужних прискорювачах частинок, з якими експериментують вчені у лабораторіях, розганяючи їх до величезних швидкостей. Коли протони стикаються на навколосвітлових швидкостях, на коротку мить створюються умови, що нагадують перші миті існування Всесвіту після Великого вибуху. У таких екстремальних зіткненнях, згідно з деякими теоріями, і можуть народжуватися мікроскопічні чорні дірки.

Отже, якщо така чорна діра масою, приблизно, з гору чи навіть менше, виявиться всередині планети, то її доля стане захоплюючою фізичною загадкою. Наслідки залежатимуть від розміру дірки та швидкості, з якою вона поглинає навколишню матерію.

Якщо чорна діра дуже маленька, наприклад, вагою з астероїд (що небагато, адже смерхмассивные чорні дірки можуть досягати мільйонів сонячних мас, а тільки одне сільце вести 332 940 мас Землі) утворюється в глибинах планети, то спочатку чорна діра почне притягувати навколишнє речовина, але з довкілля буде збільшуватися. Також треба врахувати густину навколишньої породи. Наприклад, маленька чорна діра масою 10 в 12 ступеня кілограм (як невеликий астероїд) буде «їсти» Землю зі швидкістю приблизно 1 кілограм на секунду. На перший погляд, це небагато, але за мільйони років дірка зможе поглинути значну частину планети.

У міру просування чорної діри крізь планетарні шари, її падаюча матерія розігріється до величезних температур у мільйони градусів і створить сильне рентгенівське випромінювання. Іншими словами, чорна дірка падатиме крізь планету під впливом сили тяжіння, як камінь, кинутий у глибоку водойму, попутно перетворюючи все на своєму шляху на розпечену плазму і зрештою досягнувши ядра планети пролетить крізь нього і вилетить з іншого боку планети.

Зрештою почнеться поступова руйнація. За мільярди років чорна діра може «з’їсти» планету зсередини, але для спостерігача зовні це буде виглядати як повільне стиснення та розігрів. Насамкінець те, що було планетою, перетвориться на хмару плазми, що витає навколо крихітного, але неймовірно масивного об’єкта — чорної дірки.

Якщо чорна діра буде досить масивна (наприклад, як Місяць) і утвориться поруч із планетою, то наслідки будуть катастрофічними: може статися вкрай швидке поглинання планети. Чорна діра почне стрімко притягувати навколишню речовину, причому їй для цього навіть не потрібно фізичного контакту з поверхнею. Земна кора потріскається, гірські масиви здибляться, океани вийдуть із берегів, а атмосфера стрімко випарується в космічний простір. Речовина, зірвана з поверхні, прямує до чорної дірки. Виділення величезної кількості енергії призведе до вибуху планети зсередини. Зрештою чорна діра може поглинути всю планету, залишивши після неї лише слабке рентгенівське випромінювання, що повільно розсіюється в космосі.

Чи може таке статися насправді? Чорні дірки такої маси, що здатні швидко поглинути планету, з’являються лише за загибелі великих зірок. У найближчі кілька мільярдів років, як вважають вчені, шанс практично дорівнює нулю.

Сучасні розрахунки показують, що навіть якщо така чорна діра масою в кілька тонн або навіть мільйони. тонн потрапить у Землю, вона поглинатиме її дуже повільно. Можливо, навіть довше за вік Всесвіту, який становить 13.8 млрд років. За фактом, невелика чорна дірка мільярди років дрейфуватиме всередині землі, не надаючи помітного ефекту.

Однак, якщо вона досить масивна, наприклад, як невелика гора, процес прискориться, і планета почне руйнуватися за роки чи сторіччя. Парадоксально, але навіть за такого сценарію зовнішні шари Землі можуть виглядати нормально до фінальної стадії, поки планета просто не вибухне.

Маленька чорна діра всередині планети може залишатися непоміченою століттями, а наприкінці призвести до катастрофічних наслідків. Іноді процес поглинання відбувається практично непомітно, розтягуючись на мільйони і мільярди років, за великої маси діри сценарій зовсім інший — повне руйнування небесного тіла. Все залежить від розміру чорної дірки та того, з якою швидкістю вона поглинає навколишню матерію.

Отже, якби таке трапилося із Землею, людству довелося б або знайти якийсь спосіб знищити або «відкинути» маленьку чорну діру, або покинути планету до її загибелі. І нехай ймовірність такої катастрофи мізерно мала, всі ці гіпотези показують, наскільки тендітним може бути світ перед космічних сил.

Наука