Всегда ли вредны гамма-лучи?

Гамма-излучение НЕ вредно в количествах, присутствующих в вашем организме.
Как упоминалось в другом ответе, гамма-лучи в основном всегда вредны. Даже роботы или другие неорганические формы жизни будут медленно разрушаться под действием ионизирующего действия гамма-излучения.

Однако это предполагает, что вы постоянно получаете относительно большие суммы.

На самом деле, я не думаю, что ваша черная дыра излучает достаточно радиации, чтобы представлять угрозу для чего-либо на Земле.

Излучение черной дыры
В другом вопросе говорится, что черная дыра находится в одной из точек Лагранжа L4/L5 Юпитера. Эти точки находятся на той же орбите, что и Юпитер, поэтому минимальное расстояние между Землей и черной дырой равно разнице между орбитальным расстоянием Юпитера и орбитальным расстоянием Земли. Земля вращается на расстоянии около 1,5 млн км от Солнца, а Юпитер — на расстоянии около 778 млн км. Разница тогда около 776,5 млн км.

Согласно ответу на ваш другой вопрос, черная дыра излучает 125,7 ТВт энергии. 776,5 млн км, т.е.$16.59 \frac{pW}{m^2}$. Таким образом, квадратный метр получает 16,59 пВт в секунду, или$0.523 mJ$через год.

Излучение из других мест
Мне трудно понять, сколько ионизирующего излучения существует за пределами земной атмосферы. Тем не менее, мы должны быть в состоянии получить приблизительную цифру.

В этом исследовании 2002 года по ионизирующему излучению говорится, что астронавты на МКС получают около 160 мЗв в год при максимальной активности Солнца (когда уровень космического излучения самый низкий). Это примерно соответствует 160 мДж/кг (предупреждение об редактировании: изначально я написал 160 Дж/кг, что в тысячу раз больше, хотя мое общее мнение остается прежним).

Я не уверен, что это средняя масса астронавта, но требования к высоте (во время исследования 2002 года) составляли примерно 5-6 футов. Если мы предположим, что средний рост составляет около 5 футов 6 дюймов (66 дюймов) и в основном это мужчины-астронавты, идеальная масса, определяемая формулой Девайна , равна$50 kg + 2.3 kg \cdot \frac{(h-60 in)}{in}$ $=63.8 kg$.

В общей сложности каждый космонавт получает около$63.8 kg \cdot 160 \frac{mJ}{kg}$ $=10.2 J$в год.

Относительное излучение
Конечным результатом этих расчетов является то, что ваша черная дыра увеличивает излучение максимум примерно на 5 тысячных процента .

Поскольку солнечный цикл угаснет, увеличив космическое излучение для ваших астронавтов (примерно вдвое), и Земля не всегда будет так близко к Юпитеру (на самом деле это не фактор, поскольку разница составляет всего около 0,4% ), ваш черный большую часть времени дыра будет представлять еще меньшую относительную опасность. Кроме того, астронавт не пересекает полный квадратный метр и, следовательно, может получить менее половины излучения, рассчитанного выше.

Кроме того, поскольку гамма-излучение почти полностью блокируется атмосферой, оно не будет опасно для всего на поверхности планеты.

Примечание по спецификациям
Я использовал значение 125,7 TW из верхнего ответа на другой вопрос, потому что похоже, что они действительно сделали для него математику. Этот вопрос утверждает, что выходная мощность составляет 20 ПВт, или примерно в 160 раз больше выходной мощности. Конечным результатом остается менее одного процента разницы в вредном излучении.

Это очень щекотливый (во многих кругах) вопрос. Решительные ответы «ДА» отражают нынешнее господствующее мнение о радиационном повреждении, известное как линейная беспороговая модель (LNT). См . статью в Википедии .

Однако есть некоторые признаки того, что модель может не работать при низкоинтенсивном воздействии. Существует даже возможность (настоятельно отвергаемая многими), что очень низкое воздействие может действительно иметь положительные результаты. Этот эффект (если он существует) называется радиационным гормезисом .

Классическим свидетельством такого эффекта является статья Chen Taiwan . В нем сообщается об истории болезни около 8000 тайваньцев, которые жили в многоквартирных домах, построенных из арматуры, загрязненной кобальтом-60. Характер тайваньской системы здравоохранения позволил выследить практически всех пострадавших жителей и определить их последующие истории болезни. В частности, сообщалось о поистине поразительном снижении смертности от рака. (На личном уровне я нахожу очевидные преимущества настолько быстрыми и настолько ошеломляющими, что, честно говоря, я им не доверяю. Но прочтите статью сами. YMMV.)

Реакция на концепцию радиационного гормезиса имеет сильную политическую/идеологическую корреляцию, поэтому дискуссии об этом эффекте, как правило, довольно быстро заходят в тупик. Принятие предположения о том, что «некоторый уровень» радиационного облучения не только приемлем, но и полезен, открывает двери для всех видов очевидной неприятной эксплуатации, поэтому, даже если оно фактически верно, в долгосрочной перспективе может быть лучше придерживаться модели NLT.

из ОП: /если я смогу обезвредить гамма-лучи моей мини-черной дыры для нашей биосферы./

Я предлагаю 2 способа, оба связаны с озоном.

Но сначала, как входящие гамма-лучи вредят жизни на Земле?

Я знал, что само по себе гамма-излучение, хотя оно и вредно для жизни, не представляет особой проблемы в отношении внеземных источников. Получается, что поступающее гамма-излучение расходуется на молекулы азота в верхних слоях атмосферы. Он создает реактивные оксиды азота. Это следующий шаг, который вреден для жизни: пониженное содержание озона в верхних слоях атмосферы пропускает больше УФ-излучения, а это плохо для жизни.

из https://en.wikipedia.org/wiki/Gamma-ray_burst

Более опасны долгосрочные последствия близкого взрыва. Гамма-лучи вызывают химические реакции в атмосфере с участием молекул кислорода и азота, создавая сначала оксид азота, а затем газообразный диоксид азота. Оксиды азота вызывают опасные последствия на трех уровнях. Во-первых, они разрушают озоновый слой: модели показывают возможное глобальное сокращение на 25–35%, а в некоторых местах — на 75%, эффект, который будет длиться годами. Этого снижения достаточно, чтобы вызвать опасное повышение УФ-индекса на поверхности.

Читая, я столкнулся с недавно предложенной теорией, согласно которой ордовикское массовое вымирание было вызвано гамма-всплеском.

Таким образом, проблема заключается в сценарии с двумя ударами: гамма-лучи разрушают озон, затем проникает УФ-излучение. Истощение озонового слоя (и механизм) похоже на то, что делают хлорфторуглероды. «Озоновая дыра» была сильно повреждена несколько лет назад, но кажется, что глобальные запреты на ХФУ помогают, и дыра заживает. Может ли Лупетто взять страницу из учебника озоновой дыры, чтобы защитить Мать-Землю от черной дыры?

Есть плохой озон и хороший озон. Это все озон. Хороший озон хорош тем, что он далеко. Вроде как добрые тигры. Плохой озон плохой, потому что он рядом со мной и я им дышу.

http://ciese.org/curriculum/airproj/ozoneprimer/

Что такое приземный озон? (наверх) Озон (O3) представляет собой газ, который встречается в двух слоях атмосферы, стратосфере и тропосфере. Стратосферный или «хороший» озоновый слой, простирающийся вверх на высоту от 10 до 30 миль над земной поверхностью, защищает жизнь на Земле от вредного солнечного ультрафиолетового излучения (УФ-b). Однако озон, обнаруженный в тропосфере, слое атмосферы, простирающемся от земной поверхности до высоты около 10 миль, считается приземным или «плохим» озоном. На уровне земли озон представляет собой загрязнитель воздуха, который наносит ущерб здоровью человека, растительности, многим обычным материалам и является ключевым компонентом смога.

Идея 1 для защиты Земли от гамма-лучей: больше вредного озона. Трудно увеличить производство озона высоко в воздухе. Его легко увеличить низко в воздухе: смог насыщен озоном. Хотя об этом никто не пишет, но озон должен останавливать УФ везде, где бы оно ни было, высоко или низко. Меня не волнует, остановится ли пуля в километре от меня или в сантиметре от меня, лишь бы она остановилась. Итак: здоровое наземное покрытие из озонового смога должно быть надежной защитой от УФ-излучения, проникающего вниз через истощенный гамма-лучами озоновый слой.

http://www.ibtimes.com/china-pollution-outdoor-activities-suspended-beijing-schools-new-smog-alert-2213153

Идея 2 для укрепления озонового слоя: сделать больше хорошего озона. Это сложнее. Мне было интересно прочитать, что агенты, производимые гамма-лучами, представляют собой реактивные оксиды азота. Они реагируют с озоном и разрушают его. Именно эти химически активные оксиды азота, реагирующие теперь с летучими органическими химическими веществами, производят озон на уровне земли! Таким образом, введение летучих органических химикатов в верхние слои атмосферы послужило бы двойной цели: защитить озон, дав реактивным формам азота других товарищей по играм, и создать больше озона с той же реакцией, которая происходит на уровне земли.

http://ciese.org/curriculum/airproj/ozoneprimer/

Как образуется приземный озон? (вернуться к началу) Озон имеет одинаковую химическую структуру (O3), где бы он ни находился, в милях над землей или на уровне земли. На уровне земли «плохой» озон образуется, когда определенные соединения вступают в реакцию под прямыми солнечными лучами.

         VOCs + NOx + Sunlight = Ozone

ЛОС (летучие органические соединения) широко используются в качестве ингредиентов в бытовых продуктах, в том числе; краски, лаки, воск, топливо, чистящие, дезинфицирующие, косметические, обезжиривающие и товары для хобби. Некоторые летучие органические соединения безопасны в обращении и малоизвестны для здоровья, в то время как другие высокотоксичны. В дополнение ко всем искусственным источникам ЛОС существуют естественные источники ЛОС. Например, деревья естественным образом выделяют небольшое количество летучих органических соединений.

NOx (газы оксида азота) — это общий термин для группы высокореактивных газов, каждый из которых содержит азот и кислород в различных количествах. Многие оксиды азота бесцветны и не имеют запаха. Основными источниками NOx являются автомобили, электрические коммунальные предприятия и другие промышленные, коммерческие и бытовые источники, в которых сжигается топливо.

Когда в воздухе присутствуют высокие уровни ЛОС и NOx, они могут реагировать. Когда они реагируют в присутствии солнечного света и жаркой погоды, образуется приземный озон.

Из этих двух мне больше нравятся перспективы первого. Дымный мир не трудно достичь.

Для всех известных форм жизни высокие уровни гамма-излучения смертельны.

Проблема в том, что гамма-излучение является очень мощным ионизирующим излучением, которое дает ему возможность легко разрушать молекулярные связи. Вся известная до сих пор жизнь в значительной степени зависит от того, являются ли некоторые связи довольно постоянными, особенно в ДНК. У нас есть удивительные механизмы восстановления ДНК, поврежденные такими вещами, как гамма-лучи, но это не надежный механизм.

Конечно, мы не до конца понимаем саму жизнь. Может случиться так, что некоторые изменения необходимы, чтобы жизнь продолжала двигаться вперед. Можно создать вид, более устойчивый к молекулярному повреждению.

Без такого скачка вперед единственное, что нам нужно сделать, чтобы сделать гамма-лучи безвредными, — это положить перед ним кучу свинца. Это повышает вероятность того, что лучи попадут на молекулы, которые нам безразличны (те, что в ведущем объекте), а не на наши собственные. Однако это лишь вероятностное решение. Некоторые гамма-лучи всегда проходят, независимо от того, какой толщины свинец вы положили перед собой.

Настоящий трюк с таким излучением состоит не в том, чтобы сделать его безвредным, а в том, чтобы сделать его менее вредным, чем другие вещи вокруг вас... как коррозионные окислители, которые мы вдыхаем каждый день, чтобы поджечь глюкозу хорошо организованными способами. Этот кислород убьет тебя!

Если мы используем гамма-лучи для лечения рака, то это потому, что гамма-лучи вредны для жизни, а раковые клетки — это обычные клетки, которые сошли с ума. Вот что делает рак такой занозой в заднице — непреднамеренный каламбур — в том, что все, что убивает раковые клетки, также убивает и обычные.

Я не уверен, что ваша черная дыра настоящая, учитывая ее свойства, особенно ее размер, который в тысячу раз меньше ядра атома и в миллион раз меньше самого атома.

Что касается его массы и расстояния от вашего мира, возможно, что количество производимого им гамма-излучения не должно проникать через пояс Ван Халена на вашей планете. Дополнительные расчеты дадут вам окончательный ответ на эти вопросы.