Какво би станало, ако до Земята се появи черна дупка?

През 2020 година екип учени от Европейската южна обсерватория (European southern observatory, ESO) откри съвсем близо до Земята вероятна черна дупка. Според астрономите, тя се намира в звездната система HR 6819 и е отдалечена от Слънчевата система „само“ на 1100 светлинни години. Според астрономическите мащаби това е съвсем малко и подобен обект би могъл да оказва влияние и на Земята. Още по интересно бе, че това е първият случай, когато всепоглъщащото нещо се намира в област на космоса, която може да се наблюдава с невъоръжено око.

Име ли черни дупки близо до Земята?

Черната дупка в звездната система HR 6819, която първоначално се считаше за тройна, бе най-малката от всички известни. Предположението за наличие на черна дупка се появи след внимателните наблюдения на нейния съсед, който е червен гигант. Изглеждаше сякаш нещо тегли звездата, променя нейната форма и влияе на орбитата. Предложена бе хипотезата, че черната дупка е неголяма и е с маса около една пета от нашето Слънце.

През същата година излезе още едно изследване, а по-късно бе публикувана научна работа от друг екип на ESO. Джулия Бронщайнер от KU Leuven предположи, че HR 6819 все пак е двойна звездна система, там няма никаква черна дупка, а причината за наблюдавания ефект е незабележима втора звезда, която присвоява част от веществото на своята съседка. Тази феномен астрономите наричат звезден вампиризъм.

В крайна сметка учените от двата екипа обединиха усилията си, за да се разбере каква е истината. Да добавим, че първото предположение е направено на базата на данните получени с помощта на съвсем неголям телескоп. Но проверката бе направена с „Много големия телескоп“ (Very Large Telescope, VLT). Веднага стана ясно, че там няма никаква черна дупка.

Всичко това подтикна учените да направят редица сложни компютърни модели, в които се разглеждат най-различни подобни ситуации.

И така, какво би било, ако по някакъв начин близо до Земята се появи черна дупка… Не на разстояние 1000 светлинни години, а някъде много по-близо? Вероятността нещо подобно да се случи е нищожно малка, но я има. Според създадените математически и компютърни модели, много по-вероятно е преди това Слънцето да погълне Земята, но все пак…

Черната дупка V616 Mon се намира в покрайнините на съзвездието Еднорог, но тя е отдалечена на около 3000 светлинни години от нас и не може да окаже съществено влияние на Земята. Освен това, масата на V616 Mon съвсем не е голяма – колкото една звезда, докато големите черни дупки са с маса 10 на 11 степен масата на Слънцето.

На показаното по-горе изображение Слънчевата система изглежда съвсем компактна, но в реалността разстоянията са невъобразими. Според Според Джонатан Зераке от университета Клемсън, някоя сравнително голяма черна дупка със звездна маса би трябвало да се появи в орбитата на Нептун, за да окаже съществено гравитационно влияние върху Земята или близо до Юпитер, като в този случай нейното гравитационно влияние върху нашата планета ще се изравни с това на Слънцето.

Особеностите на черната дупка

Главната особеност на черната дупка е в това, че нейната гравитация е толкова силна, че никой не може да се спаси – този космически обект привлича не само материята, но дори и светлината. Всичко се събира в една обща точка, която астрономите наричат гравитационна сингулярност. Ето защо ние няма как да я видим, понеже светлината се поглъща, а тази точка е скрита под хоризонта на събитията. Наскоро бе измислен нов метод, който преобразува въздействията на черната дупка на другите космически обекти във вид на звук. Получава се доста интересен звуков модел;

Преобразуване на данните от черната дупка в звук

Въпреки, че не можем директно да видим самата черна дупка, ние можем да забележим образуваната от нея гравитационна леща – оказвайки се по отношение на наблюдателя пред другите видими космически обекти като например звездите, черната дупка променя направлението на движение на електромагнитното излъчване. По принцип всеки масивен космически обект, като звезден куп или няколко галактики може да стане причина за появата на гравитационна леща, но при черната дупка този ефект е най-отчетлив поради огромната ѝ маса.

„Интерстелар“ – В черната дупка

Визуализацията на тези процеси можем да видим във великолепния филм „Интерстелар“, а наскоро техническият арт директор на Gearbox Райън Джеймс Смит съвместно с научно-популярния канал ScienceClic представиха математически верен модел на черна дупка с помощта на Unreal Engine 5. Моделът бе създаван в продължение на година и половина.

Черна дупка близо до Земята

Да си представим, че в една хипотетична реалност в орбита около Луната има черна дупка. Какво би станало?

Първоначалният ефект би бил същият, ако естественият спътник на Земята се доближи до нашата планета – тя ще започне да променя своята форма, която ще стане издължена в посока на наближаващата огромна маса. Само че ако това е черна дупка, то всичко ще стане много бързо. Тя веднага ще изтегли от Земята нейната атмосфера, към космоса ще полетят всички обекти, които не са здраво закрепени, след което черната дупка ще започне да поглъща дърветата, почвата, планините и т.н.

Ще последва поглъщането и на нагрелите се заради деформацията вътрешности на планетата и накрая всичко ще се превърне в йонизиран газ, който ще се влее в акреционния диск, но и там няма да остане дълго, понеже за съвсем кратко време черната дупка ще погълне всичко.

„Най-вероятно ще има кратък пик от излъчена твърда радиация, която след някой друг милион години ще бъде уловена от извънземни астрономи“ – твърди Джонатан Зераке.

Наскоро бе предложена интересна хипотеза, че в случай на бързо приближаване на черна дупка е възможна появата на феномен, който астрономите нарекоха „спагетификация“. Терминът много добре илюстрира какво би се случило: обектите при хоризонта на събитията, където с времето и пространството стават странни неща, ще започнат да се разтягат и да се превръщат в дълги „макарони“ от субатомни частици. Подобен ефект би се получил и при приближаването до друг космически обект с голяма маса като например неутронна звезда.

Някои учени изказаха мнение, че спагетификацията е нещо характерно за всички намиращо се близо до черната дупка, а обектът (или субектът), напуснал хоризонта на събитията ще излезе от другата страна на черната дупка и ще приеме предишната си форма. Но тази теория едва ли е вярна, понеже при това разтягане всичко се превръща в поток от частици, които няма как отново да се обединят във вид например, на мислещо същество.

И накрая, според тази идея има зависимост между вероятността за спагетификацията на човека и размера на черната дупка – колкото по-малка е нейната маса, толкова е по-голяма вероятността тези „спагети“ да се разтегнат до стотици километри. Тоест при среща с една супер масивна черна дупка някой хипотетичен астронавт може и да оцелее, понеже началото на хоризонта на събитията в този случай ще бъде далече от сингулярността вътре и разлика между силите, които притеглят главата и тялото няма да има.

Какво ще стане ако неголяма черна дупка се сблъска със Земята

Сценаристите на различните научнофантастични филми разглеждат и подобен вариант – свободно движеща се в космоса черна дупка се сблъсква с нашата планета. Наскоро бяха открити подобни подвижни черни дупки и сега бяха създадени компютърни модели на подобен сблъсък, като черната дупка е с размера на астероид.

Ако черна дупка докосне Земята тангенциално, в най-добрия случай ще се случат няколко катаклизми, определена част от планетата и населението ще изчезнат, но човечеството ще оцелее и ще може да се възстанови. В един по-реалистичен и песимистичен сценарий черната дупка ще навлезе навътре в планетата и ще направи огромна дупка в нея. Постепенно, реагирайки на гравитацията на Земята, черната дупка ще започне да се забавя, генерирайки все повече топлина: според учените, по този начин магмата на планетата ще покрие нейната повърхност.

Можем само да завиждаме на динозаврите, понеже в този случай освен топлинна енергия ще се освободят огромни количества твърда радиация и всичко ще бъде много по-лошо.

Ако самите ние създадем малка черна дупка във вътрешността на Земята

Тази странна идея за първи път се появи в сагата на Дан Симънс „Хиперион“, като кой знае защо черната дупка се появява в резултат от физични научни експерименти близо до Киев. Компютърният модел показва, че в този случай черната дупка ще започне много активно да поглъща околната материя и да я компресира в една единстена точка. В резултат от този процес ще се отдели много топлина, рентгеново, гама и други излъчвания.

Земното кълбо ще започне да увеличава своята скорост на въртене около оста си, което ще забави процеса на поглъщане. Колко ще продължи това? За нас всичко ще протече мигновено.