یک سیاه‌چالهٔ کوچک چه تأثیری بر بدن انسان می‌گذارد؟ دانشمندی در صدد یافتن پاسخ است
برخی افراد ممکن است از گاز گرفتن توسط مار یا عنکبوت نگران باشند، ولی آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که اگر یک سیاه‌چالهٔ کوچک سعی کند از بدن شما عبور کند، چه رخ می‌دهد؟
مقاله‌ای از پروفسور فیزیک، رابرت شریر، در نشریهٔ International Journal of Modern Physics D همان سؤال را مطرح و پاسخ می‌دهد. شریر هدف خویش را این قرار داد که اثرات گرانشی یک سیاه‌چالهٔ اولیه که از بدن انسان می‌گذرد را بررسی کند تا به دانشمندان در درک بهتر ویژگی‌های مادهٔ تاریک کمک کند.
سیاه‌چاله‌های اولیه، سیاه‌چاله‌های نظری هستند که در دورهٔ اولیهٔ جهان شکل گرفته‌اند؛ شاید در اولین ثانیه پس از بیگ بنگ. جرم آنها می‌تواند از صد هزار برابر کمتر از یک گیره کاغذی تا صد هزار برابر بیشتر از جرم خورشید متغیر باشد. برخی پژوهشگرانی بر این باورند که این سیاه‌چاله‌ها می‌توانند بخشی یا حتی تمام مادهٔ تاریک کیهان را تشکیل دهند.
چگونه سیاه‌چاله‌ها می‌توانند بر انسان تأثیر بگذارند
در این مقاله، شریر کوچک‌ترین اندازهٔ سیاه‌چالهٔ اولیه‌ای را بررسی کرد که برای ایجاد آسیب قابل توجه به یک فرد کافی باشد. دانستن این اطلاعات می‌تواند به شناسایی ویژگی‌های این نوع مادهٔ تاریک، از جمله جرم آن، کمک کند.
این مقاله بر پایهٔ مطالعهٔ قبلی شریر، که با جاجیت سینگ سیدهو و گلن استارکم از دانشگاه Case Western Reserve انجام شده بود، ساخته شده است؛ این پژوهش به بررسی مادهٔ تاریک ماکروسکوپی (MACROs) می‌پرداخت، دسته‌ای وسیع از مادهٔ تاریک نظری که بزرگ و شامل تعداد زیادی ذره هستند. آنها دریافتند که MACROها می‌توانند تخریبی کافی در بدن انسان ایجاد کنند. از آنجا که تا کنون هیچ مورد مرگی ناشی از MACROها گزارش نشده است، می‌توان محدودیت‌هایی برای ویژگی‌های این ذرات تعیین کرد.
«می‌دانستم که می‌توانم برخی از این محاسبات را به مطالعهٔ سیاه‌چاله‌های اولیه منتقل کنم»، شریر می‌گوید. «مشاهدات اخیر تابش گرانشی ناشی از ادغام سیاه‌چاله‌ها و همچنین تصاویر جدید از سیاه‌چاله‌ها، علاقه به موضوع سیاه‌چاله‌ها را به طور کلی دوباره زنده کرده‌اند. علاوه بر این، من داستان علمی‌تخیلی‌ای را در دههٔ ۷۰ میلادی به یاد می‌آورم که در آن شخصی به‌دلیل عبور یک سیاه‌چاله از بدنش می‌میرد—می‌خواستم ببینم آیا این امکان‌پذیر است یا نه».
اثرات احتمالی برخورد با سیاه‌چاله
شریر دو اثر گرانشی احتمالی ناشی از عبور یک سیاه‌چالهٔ اولیه از بدن انسان را بررسی کرد: موج‌های شوک فوق‌سرعتی و نیروهای جاذبه‌ای مدی.
موج شوک فوق‌سرعتی زمانی تشکیل می‌شود که شیئی با سرعتی بالاتر از سرعت صدا حرکت کند و آشوبی قدرتمند به شکل یک هلال ایجاد می‌کند. هنگام عبور از بدن انسان، یک سیاه‌چالهٔ اولیه این موج‌های شوک را در مسیر خود تولید می‌کند و بافت‌های انسانی را همانند گلوله‌ای که به بدن می‌خورد، تخریب می‌سازد.
سیاه‌چاله همچنین نیروهای جاذبه‌ای مدی، یعنی تفاوت نیروی گرانشی بین دو نقطه، را ایجاد می‌کند. این نیرو یک کشش ناشی از کشیدن و کشسانی ماده می‌سازد. این نیروی قوی سلول‌های انسانی را از هم می‌پاشد و حساس‌ترین سلول‌ها به این نیرو، سلول‌های مغز هستند.
آیا باید نگران سیاه‌چاله‌ها باشیم؟
اگرچه این نتایج می‌تواند به دانشمندان در تعیین جرم سیاه‌چاله‌های اولیه به عنوان مادهٔ تاریک کمک کند، آیا لازم است مرگ ناشی از یک سیاه‌چالهٔ اولیه را به فهرست ترس‌های خود اضافه کنید؟
«سیاه‌چاله‌های اولیه از نظر نظری امکان‌پذیر هستند، اما شاید اصلاً وجود نداشته باشند»، شریر می‌گوید. «یک سیاه‌چالهٔ اولیه به‌قدری بزرگ، حدود اندازهٔ یک سیارک یا بزرگتر، در صورت عبور از بدن شما، آسیب جدی یا مرگ را به‌همراه خواهد داشت. رفتار آن شبیه یک گلوله خواهد بود. یک سیاه‌چالهٔ اولیه کوچکتر می‌تواند از بدن شما عبور کند و حتی متوجه آن نخواهید شد. با این حال، چگالی این سیاه‌چاله‌ها آن‌چنان کم است که چنین برخوردی عملاً هرگز رخ نمی‌دهد».