Что произойдет, если миниатюрная черная дыра (или ПЧД) пройдет через Землю с релятивистской скоростью?

Вопросов о малой ЧД и Земле очень много, ни один из них конкретно не отвечает на мой вопрос. И есть противоречивые ответы. Некоторые из них заявляют, что последствия будут незначительными, поскольку маленькая ЧД могла есть очень мало. Другие заявляют, что последствия уничтожили бы Землю. Мой вопрос касается миниатюрной ЧД, проходящей через Землю с релятивистской скоростью, и останется ли Земля целой.

Я прочитал эти вопросы:

Каков будет эффект от столкновения маленькой черной дыры с Землей?

Однако гравитационные эффекты от черной дыры будут катастрофическими.

Если бы Луна стала черной дырой, сколько бы она съела за день?

Например, если бы вы оказались в пределах километра от этой штуки размером с миллиметр, ваше тело было бы разорвано на части приливными силами. Это не то, что большинство людей считают абсолютно нормальным.

Как быстро (относительно) маленькая черная дыра поглотит Землю?

Если мы примем это за чистую монету, это займет что-то вроде 10 23 лет для срастания ЧД 10 24 к г . Если мы учтем изменение радиуса ЧД, это время, вероятно, будет намного меньше, но даже тогда оно будет намного больше, чем возраст Вселенной.

Что произойдет, если кто-то сбросит на Землю маленькую черную дыру?

Если черная дыра достаточно легкая (гораздо легче Земли), она проделает в Земле приличную дыру, погрузится в ее ядро ​​(замедленное «аккреционным трением») и может жить там длительное время, аккрецируя на скорость BHL, прежде чем вызвать некоторую нестабильность в структуре Земли.

Теперь мой вопрос касается релятивистской скорости.

Есть несколько факторов, которые следует учитывать:

  1. ЧД очень мало съела бы за такое короткое время, так как взаимодействие очень быстрое из-за релятивистской скорости.

  2. Все, что стоит на пути сингулярности (все, через что проходит сингулярность), остается там навсегда.

  3. Из-за релятивистской скорости энергия (напряжения) ЧД была бы огромной, ее гравитационные эффекты потянули бы за собой Землю, а приливные силы разорвали бы Землю на части.

  4. ЧД просто просверлит дыру в Земле (из-за короткого взаимодействия) или разрушит ее (огромный стресс-энергия).

Например, когда вы стреляете пулей через стекло, она просто делает дыру из-за своей скорости, но стекло остается целым, поэтому Земля тоже остается целой, иначе энергия ЧД фактически разорвет Землю.

Просто для уточнения, масса ЧД должна быть равна массе Луны, а ее размер должен составлять 1 мм, то есть радиус (EH).

Для рассмотрения мы можем рассматривать Землю как гравитационное облако пыли, если это проще смоделировать.

Вопрос:

  1. Что произойдет, если миниатюрная черная дыра (или ПЧД) пройдет через Землю с релятивистской скоростью?
есть противоречивые ответы В PSE нет способа избежать этого, и нет гарантии, что какой-либо ответ правильный. Так зачем еще раз задавать тот же вопрос?
Я проголосовал за закрытие как расплывчатое. Вы должны четко понимать массу отверстия. Существует широкий спектр «миниатюрных» отверстий.
@ G.Smith, спасибо, масса - это Луна, и она должна иметь радиус около 1 мм (EH), но я отредактирую, чтобы уточнить.
@ G.Smith, другие вопросы и ответы вообще не касаются ЧД с релятивистской скоростью, особенно когда они проходят через Землю.
Хорошо, я отозвал свой закрытый голос.
Я думаю, что этот вопрос гораздо проще смоделировать, если рассматривать Землю как притягивающееся облако пыли. Все усложняет твердая структура Земли, потому что существуют негравитационные силы.
ЧД массы Луны будет иметь радиус около 0,1 мм.

Ответы (1)

Цитаты из обзора теоретической статьи, посвященной:

Что произойдет, если маленькая черная дыра упадет на Землю?

Но что, если черная дыра маленькая, возможно, это остаток Большого взрыва, проходящий незамеченным через наш район и не оказывающий заметного влияния на локальное пространство? Что, если эта маленькая сингулярность попадет на орбиту Земли и ударит по нашей планете?

...

Итак, представьте сцену. Земля (любая планета в этом отношении) счастливо вращается вокруг Солнца. Небольшая первичная черная дыра просто проходит через нашу Солнечную систему и по орбите Земли. Мы все знаем, как каменистое тело, такое как околоземный астероид, повлияет на Землю, если столкнется с нами, но что произойдет, если на нас столкнется маленькая черная дыра, сближающаяся с Землей? Физики-теоретики из Института ядерной физики им. Будкера в России и Центра научных данных ИНТЕГРАЛ в Швейцарии размышляли над этим же вопросом, и в новой статье они рассчитали, как мы можем наблюдать событие, если оно произойдет (на случай, если мы не не знаю, мы что-то наткнулись!).

.....

Это может быть одна крошечная черная дыра, но она обладает огромным потенциалом. Но измеримо ли это? Предполагается, что ПЧД проносятся прямо сквозь материю, как если бы ее там не было, но оставляют след. Когда крошечный объект пролетит через Землю со сверхзвуковой скоростью, он будет выбрасывать излучение в виде электронов и позитронов. Общая энергия, создаваемая PBH, примерно равна энергии, произведенной при детонации одной тонны тротила, но эта энергия представляет собой общую энергию, которую он выделяет на своем пути через диаметр Земли, а не энергию, которую он производит при ударе. Так что не ждите великолепного взрыва, нам повезет увидеть искру при попадании

.....

Любые надежды на обнаружение столкновения с такой маленькой черной дырой невелики, поскольку генерируемые сейсмические волны будут незначительными. По сути, единственным свидетельством прохождения черной дыры такого размера через планету будут радиационные повреждения вдоль микроскопического туннеля, проходящего с одной стороны Земли на другую. Как смело заявила российско-швейцарская команда: он создает длинную трубу из сильно поврежденного радиацией материала, который должен оставаться узнаваемым в течение геологического времени». –

Оригинальная бумага .

Судя по расчетам, релятивистская скорость или нет, может повлиять на то, сколько повреждений произойдет на пути PBH, чем медленнее, тем больше. Путь будет немного похож на ионизацию, наблюдаемую на изображениях пузырьковой камеры, где медленные заряженные частицы ионизируются сильно, а релятивистские ионизируют минимально. Все дело в статистических встречах.

В обзоре говорится о массе размером с небольшую гору, и я вижу, вы хотите размером с Луну. Придется обратиться к исходной статье и переделать расчеты для большей массы.

Есть еще эта бумага

Из обзора

Основываясь на своих расчетах, ВанДевендер и его отец Дж. Пейс ВанДевендер из Национальной лаборатории Сандия в Альбукерке, штат Нью-Мексико, подсчитали, что одна или две такие мини-черные дыры проходят через Землю каждый день.

....

Напротив, горизонт событий мини-черной дыры даже меньше диаметра атома. Это означает, что мини-черная дыра может пронестись через всю планету и все же иметь очень мало шансов приблизиться к атому достаточно близко, чтобы пересечь горизонт событий.

Теория утверждает, что когда мини-черная дыра притягивает частицу, она, скорее всего, будет вращаться вокруг черной дыры вдали от горизонта событий и не будет поглощена.

Большое спасибо!
Красивый, эрудированный ответ. :)