Что будет с планетой, если в ней образуется маленькая чёрная дыра?

Чёрные дыры — одни из самых загадочных и пугающих объектов во Вселенной. Их гравитация настолько сильна, что даже свет не может её преодолеть. Мы привыкли думать о них как об огромных космических монстрах, находящихся далеко-далеко в темном космическом пространстве и способных поглощать целые звезды и искривлять пространство и время. Но что произойдёт, если крошечная чёрная дыра внезапно появится внутри Земли или другой планеты? Или же возникнет рядом с небесным телом?

Как может образоваться маленькая чёрная дыра?

Чёрные дыры обычно ассоциируются с колоссальными космическими объектами с огромной массой и плотностью, рождающимися из останков погибших звёзд. Но что, если во Вселенной существуют их миниатюрные собратья, настолько маленькие, что их невозможно разглядеть даже в самый мощный микроскоп? Учёные допускают возможность существования микроскопических чёрных дыр, которые принципиально отличаются от своих звёздных собратьев.

Согласно одной из гипотез, такие объекты могли появиться в первые мгновения после Большого взрыва, когда пространство-время было насыщено квантовыми флуктуациями. В тех экстремальных условиях могли формироваться так называемые первичные чёрные дыры — крошечные сгустки материи с высокой плотностью. Иными словами, объекты, неразличимые даже при использовании мощнейшего микроскопа, но одновременно с этим, имеющие огромную массу, скажем, с Эверест.

Ещё более удивительно, что подобные объекты теоретически могут возникать и в земных условиях. Например. в мощных ускорителях частиц, с которыми экспериментируют ученые в лабораториях, разгоняя их до огромных скоростей. Когда протоны сталкиваются на околосветовых скоростях, на краткий миг создаются условия, напоминающие первые мгновения существования Вселенной после Большого взрыва. В таких экстремальных столкновениях, согласно некоторым теориям, и могут рождаться микроскопические чёрные дыры.

Так что, если такая чёрная дыра массой, примерно, с гору или даже меньше, окажется внутри планеты, то ее судьба станет увлекательной физической загадкой. Последствия будут зависеть от размера дыры и скорости, с которой она поглощает окружающую материю.

Маленькая черная дыра в планете или рядом

Если чёрная дыра очень маленькая, например, весом с астероид (что немного, ведь смерхмассивные черные дыры могут достигать миллионов солнечных масс, а только одно сольце вести 332 940 масс Земли) образуется в глубинах планеты, то сначала чёрная дыра начнёт притягивать окружающее вещество, но из-за крошечного размера процесс будет крайне медленным. Также надо учесть плотность окружающей породы. Например, маленькая чёрная дыра массой 10 в 12 степени килограмм (как небольшой астероид) будет «есть» Землю со скоростью примерно 1 килограмм в секунду. На первый взгляд это немного, но за миллионы лет дыра сможет поглотить значительную часть планеты.

По мере продвижения черной дыры сквозь планетарные слои, ее падающая материя разогреется до огромных температур в миллионы градусов и создаст сильное рентгеновское излучение. Другими словами, черная дыра будет падать сквозь планету под воздействием силы притяжения, как камень, брошенный в глубокий водоем, попутно превращая все на своем пути в раскаленную плазму и в конечном итоге достигнув ядра планеты пролетит сквозь него и вылетит с другой стороны планеты.

В конечном итоге начнется постепенное разрушение. За миллиарды лет чёрная дыра может «съесть» планету изнутри, но для наблюдателя снаружи это будет выглядеть как медленное сжатие и разогрев. В конце то, что было планетой, превратится в облако плазмы, витающее вокруг крошечного, но невероятно массивного объекта — черной дыры.

Большая черная дыра в планете или рядом

В случае если чёрная дыра будет достаточно массивная (например, как Луна) и образуется рядом с планетой, то последствия будут катастрофическими: может произойти крайне быстрое поглощение планеты. Чёрная дыра начнёт стремительно притягивать окружающее вещество, причем ей для этого даже не нужно физического контакта с поверхностью. Земная кора потрескается, горные массивы вздыбятся, океаны выйдут из берегов, а атмосфера стремительно улетучится в космическое пространство. Вещество, сорванное с поверхности, устремится к черной дыре. Выделение огромного количества энергии приведёт к взрыву планеты изнутри. В конечном итоге чёрная дыра может поглотить всю планету, оставив после нее лишь слабое рентгеновское излучение, медленно рассеивающееся в космосе.

Может ли такое произойти в реальности? Черные дыры такой массы, что способны быстро поглотить планету, появляются только при гибели крупных звезд. В ближайшие несколько миллиардов лет, как считают ученые, шанс практически равен нулю.

Что будет с Землёй, если в ней появится микроскопическая чёрная дыра?

Современные расчёты показывают, что даже если такая чёрная дыра массой в несколько тонн или даже млн. тонн попадёт в Землю, она будет поглощать её очень медленно. Возможно, даже дольше возраста Вселенной, который составляет 13.8 млрд лет. По факту, небольшая черная дыра миллиарды лет будет дрейфовать внутри земли, не оказывая заметного эффекта.

Однако если она достаточно массивна, например, как небольшая гора, процесс ускорится, и планета начнёт разрушаться за годы или столетия. Парадоксально, но даже при таком сценарии внешние слои Земли могут выглядеть нормально до финальной стадии, пока планета просто не взорвется.

Вывод

Маленькая чёрная дыра внутри планеты может оставаться незамеченной веками, а в конце привести к катастрофическим последствиям. Иногда процесс поглощения происходит практически незаметно, растягиваясь на миллионы и миллиарды лет, при большой массе дыры сценарий совсем иной — полное разрушение небесного тела. Все зависит от размера черной дыры и того, с какой скоростью она поглощает окружающую материю.

Так что, если бы такое случилось с Землёй, человечеству пришлось бы либо найти какой-то способ уничтожить или «отбросить» маленькую чёрную дыру, либо покинуть планету до её гибели. И пускай вероятность такой катастрофы ничтожно мала, все эти гипотезы показывают, насколько хрупким может быть мир перед лицом космических сил.