دانشمندان در پایان سال یک کشف جذاب دیگر را برای علاقه‌مندان به فضا منتشر کردند. با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل، اخترشناسان تصویری خیره‌کننده از بزرگ‌ترین دیسک پیش‌سیاره‌ای مشاهده‌شده تاکنون ثبت کرده‌اند؛ دیسکی عظیم از گاز و غبار که به شکل یک ساندویچ کیهانی دیده می‌شود. این ساختار که دیسک دراکولا (Dracula’s Chivito) نام گرفته، در فاصله حدود هزار سال نوری از زمین قرار دارد و نزدیک به ۴۰۰ میلیارد مایل گسترده شده است؛ یعنی تقریباً ۴۰ برابر قطر منظومه شمسی ما.

علاوه بر ظاهر غیرمعمول و جالب این دیسک، پژوهشگران تأکید می‌کنند که بررسی دقیق‌تر آن می‌تواند سرنخ‌های تازه‌ای از روند شکل‌گیری منظومه‌های سیاره‌ای، حتی منظومه شمسی خودمان، در اختیار دانشمندان قرار دهد. آن‌ها بر این باورند که این دیسک بی‌ثبات و متفاوت شاید «نسخه بزرگ‌نمایی‌شده از منظومه شمسی اولیه» باشد و مطالعه آن می‌تواند به بازسازی تصویری روشن‌تر از گذشته کیهانی کمک کند. یافته‌های جدید این تیم نیز هفته گذشته در مجله معتبر آستروفیزیکال ژورنال منتشر شد.

دیسک‌های سیاره‌ای که گاهی از آن‌ها با عنوان «مهد سیاره‌ها» یاد می‌شود، اساس و بنیان شکل‌گیری منظومه‌های خورشیدی هستند. همه منظومه‌ها در ابتدا با دیسکی از گاز و غبار پیرامون ستاره‌های جوان آغاز می‌شوند و سپس سیاره‌ها از تجمع و فشرده شدن این مواد ساخته می‌شوند. دیسک مورد بحث که به‌طور رسمی IRAS 23077+6707 نام‌گذاری شده، جرمی بین ۱۰ تا ۳۰ برابر سیاره مشتری دارد و هم بزرگ‌ترین و هم یکی از غیرمعمول‌ترین دیسک‌های مشاهده‌شده تاکنون به شمار می‌رود. ویژگی‌های رشته‌ای که تنها در یک سوی آن دیده می‌شوند، نشان می‌دهد این دیسک تحت تأثیر فرآیندهای پویا مانند ورود تازه گاز و غبار قرار گرفته و ترکیبی «آشفته و متلاطم» پیدا کرده است.

کریستینا مونش (Kristina Monsch)، پژوهشگر مؤسسه اسمیت سونیان، در بیانیه‌ای توضیح داد: «این تصاویر تازه هابل نشان می‌دهند که مهدهای سیاره‌ای می‌توانند بسیار فعال‌تر و آشفته‌تر از آنچه پیش‌تر تصور می‌کردیم باشند و این موضوع نگاه ما به روند شکل‌گیری سیاره‌ها را تغییر می‌دهد.»

نام مستعار «دیسک خون‌آشام» نیز به ریشه‌های جغرافیایی پژوهشگران اشاره دارد؛ یکی از آن‌ها اهل ترانسیلوانیا است (اشاره به دراکولا) و دیگری از اروگوئه، کشوری که غذای ملی آن ساندویچ «چیویتو» است. تیم تحقیق می‌گوید تصویر دیسک تخت‌شده بیشتر شبیه همبرگر است، هرچند برخی آن را به هات‌داگ تشبیه کرده‌اند و همین موضوع باعث شده این کشف رنگ و بوی فرهنگی و طنزآمیز هم پیدا کند.

تلسکوپ هابل که در سال ۱۹۹۰ به فضا پرتاب شد، با وجود فناوری قدیمی‌تر نسبت به تلسکوپ فضایی جیمز وب، همچنان دستاوردهای علمی مهمی ارائه می‌دهد و جایگاه خود را حفظ کرده است. در همین سال، هابل برخورد سنگ‌های بزرگ فضایی را ثبت کرد، مشاهده‌ای از یک کوتوله سفید که جرمی شبیه پلوتو را بلعید و بزرگ‌ترین موزاییک تصویری از کهکشان آندرومدا تهیه کرد. این دستاوردها نشان می‌دهند که هابل هنوز هم می‌تواند نقش مهمی در کشف‌های علمی ایفا کند.

انسان‌ها همیشه در جست‌وجوی پاسخ به این پرسش بوده‌اند که آیا تمدن‌های فرازمینی وجود دارند یا خیر. به همین دلیل، کشف یک قطعه فلزی ناشناخته که نشانه‌هایی از منشأ غیرزمینی داشت، توجه دانشمندان را برانگیخت. این نمونه ابتدا به حادثه مشهور روزول در سال ۱۹۴۷ نسبت داده شد؛ رخدادی که بسیاری آن را سقوط یک بشقاب‌پرنده دانستند، اما بررسی‌ها نشان داد بقایای روزول در واقع متعلق به یک بالون نیروی هوایی آمریکا بوده که برای ردیابی آزمایش‌های هسته‌ای شوروی استفاده می‌شد.

منشأ واقعی این قطعه فلزی برای سال‌های طولانی موضوع بحث و جدل میان پژوهشگران بود. شکل و ترکیب غیرمعمول آن باعث شده بود برخی گمان کنند شاید با نمونه‌ای روبه‌رو هستند که نشانه‌ای از فناوری بیگانگان باشد. در نهایت، سازمان استارز آکادمی که توسط تام دلانج (Tom DeLonge)، خواننده گروه بلینک ۱۸۲ و علاقه‌مند جدی به پدیده‌های یوفو تأسیس شده، این قطعه را به دست آورد. پس از آن، دفتر رزولوشن آفیس که مسئولیت بررسی پدیده‌های ناشناخته پروازی (UAP) را برای دولت آمریکا بر عهده دارد، تحقیقات را ادامه داد. هدف اصلی آن‌ها این بود که ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی فلز را بررسی کنند تا مشخص شود آیا توانایی کاهش جرم اینرسی یا حتی امکان شناوری دارد یا خیر.

نتایج اولیه نشان داد این شیء در اصل یک آلیاژ منیزیم است که بخش عمده آن از منیزیم و روی تشکیل شده و در کنار آن مقادیر اندکی بیسموت، سرب و عناصر دیگر نیز وجود دارد. در سال ۲۰۲۲، رزولوشن آفیس از آزمایشگاه ORNL خواست تا نمونه را با دقت بیشتری تحلیل کند. دلیل این درخواست علاقه دانشمندان به روشن شدن منشأ زمینی یا غیرزمینی این قطعه و همچنین بررسی احتمال استفاده از بیسموت آن به‌عنوان «موج‌بر تراهرتز» بود؛ ابزاری فلزی که توانایی هدایت امواج الکترومغناطیسی را دارد. آزمایشگاه ORNL که در دوران جنگ جهانی دوم برای تحقیقات مرتبط با سلاح‌های هسته‌ای تأسیس شده بود، امروز نیز در حوزه انرژی و مواد فعال است و پیش‌تر نمونه‌های مشکوک به منشأ فرازمینی را بررسی کرده است.

طبق یافته‌های دانشمندان، این قطعه فلزی «ویژگی‌های خارق‌العاده‌ای» از خود نشان می‌دهد. دانشمندان ORNL برای یافتن نشانه‌های حیات یا فناوری بیگانه، نمونه را از نظر «نشانه‌های زیستی» و «نشانه‌های فناورانه» بررسی کردند. آن‌ها ابتدا به دنبال امضاهای ایزوتوپی بودند تا مشخص شود عناصر موجود در آلیاژ از زمین آمده‌اند یا خیر. نتایج نشان داد نسبت ایزوتوپ‌های منیزیم و سرب با منشأ زمینی مطابقت دارد. منیزیم نمونه گرچه تحت فشار حرارتی و فرآیندهای شیمیایی تغییراتی داشته، اما همچنان در محدوده طبیعی منیزیم زمین قرار می‌گیرد. همچنین نسبت ایزوتوپ‌های منیزیم تنها در منظومه شمسی ما دیده می‌شود و این موضوع منشأ محلی آن را تقویت می‌کند. سرب موجود نیز دقیقاً با امضاهای ایزوتوپی زمین مطابقت داشت و حتی از ماه یا اجرام دیگر نمی‌توانست آمده باشد.

با نبود نشانه‌های بیولوژیکی فرازمینی، دانشمندان ORNL به سراغ بررسی ساختار کریستالی منیزیم رفتند. میکروسکوپ الکترونی نشان داد این ساختار مشابه آلیاژهای منیزیم ساخته‌شده روی زمین است. سپس بررسی شد که آیا این نمونه می‌تواند بخشی از یک موج‌بر تراهرتز باشد یا خیر. موج‌برها اجسام فلزی هستند که امواج الکترومغناطیسی مانند مگنترون در اجاق‌های مایکروویو را منتقل می‌کنند. موج‌بر تراهرتز می‌تواند امواج بسیار قوی‌تری تولید کند که در صورت ساخت صحیح، حتی توانایی شناوری اجسام را داشته باشد.

آوی لوئب (Avi Loeb)، فیزیکدان دانشگاه هاروارد، در توضیحی گفت: «بر اساس فناوری‌های انسانی، موج‌برها تنها برای ارتباطات، جمع‌آوری داده یا گرمایش استفاده می‌شوند. اما فرضیه درباره UAP این بود که برای شناوری به کار می‌روند؛ فناوری‌ای که انسان‌ها هنوز ندارند.»

برای آنکه این نمونه به‌عنوان فناوری بیگانه شناخته شود، باید لایه‌ای خالص از بیسموت میان لایه‌های آلیاژ منیزیم وجود داشته باشد. بیسموت خالص قادر است امواج تراهرتز را هدایت کند. اما در این نمونه، بیسموت نه خالص بود و نه در یک لایه منفرد قرار داشت؛ بلکه چندین لایه بیسموت همراه با سرب میان لایه‌های منیزیم دیده شد که عملکرد موج‌بر را مختل می‌کرد.

گزارش ORNL تأکید کرد: «با اطمینان بالا می‌توان گفت داده‌ها نشان می‌دهند این ماده روی زمین ساخته شده و سپس تحت فشار مکانیکی و حرارتی آسیب دیده است.» پس از انتشار نتایج، سازمان استارز آکادمی بیانیه‌ای در وب‌سایت خود منتشر کرد و اعلام کرد قصد دارد جلسه‌ای با تیم ORNL برگزار کند. آن‌ها گفتند گزارش‌ها نتیجه قطعی درباره منشأ و هدف این ماده ارائه نمی‌دهند و پرسش‌های بیشتری باقی مانده است.

مواد نرم مانند کرم‌های دارویی، سس مایونز و کرم‌های ضدآفتاب به مرور زمان تغییر می‌کنند و ساختار داخلی آن‌ها به‌طور آهسته و پیچیده دگرگون می‌شود. این تغییرات همیشه تحت تأثیر نیروی جاذبه زمین قرار دارند و همین موضوع مطالعه دقیق آن‌ها را دشوار کرده است. برای بررسی بهتر این فرآیندها، گروهی از پژوهشگران از دانشگاه Politecnico di Milano و Université de Montpellier تصمیم گرفتند این مواد را در محیطی بدون جاذبه، یعنی ایستگاه فضایی بین‌المللی، مورد آزمایش قرار دهند تا بتوانند رفتار واقعی آن‌ها را در شرایطی کاملاً متفاوت مشاهده کنند.

بررسی دقیق این تغییرات همیشه تحت تأثیر نیروی جاذبه زمین با چالش همراه بوده است. حتی زمانی که این مواد بدون حرکت روی قفسه قرار دارند، جاذبه باعث می‌شود ذرات داخلی آن‌ها ته‌نشین شوند و یا به شکل‌های متفاوتی تغییر کنند. به همین دلیل، گروهی از پژوهشگران از دانشگاه Politecnico di Milano و Université de Montpellier تصمیم گرفتند این مواد را در شرایطی بدون جاذبه، یعنی در فضا، مورد آزمایش قرار دهند تا بتوانند رفتار واقعی آن‌ها را بهتر مشاهده کنند.

نتیجه این تلاش، ایجاد آزمایشگاه پیشرفته COLIS بود؛ مرکزی تحقیقاتی که اکنون در ایستگاه فضایی بین‌المللی فعالیت می‌کند و به‌عنوان یکی از مهم‌ترین پروژه‌های علمی در زمینه مطالعه مواد نرم شناخته می‌شود. این پروژه حاصل بیش از ۲۵ سال همکاری میان لوکا چیپلتی (Luca Cipelletti)، فیزیکدان برجسته در آزمایشگاه Charles Coulomb، و روبرتو پیاتزا (Roberto Piazza)، مدیر آزمایشگاه مواد نرم در Politecnico di Milano است. این همکاری طولانی‌مدت نشان می‌دهد که مطالعه مواد نرم نه‌تنها برای درک علمی اهمیت دارد، بلکه می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای در صنایع دارویی، غذایی و آرایشی داشته باشد.

COLIS با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته نوری، امکان بررسی دقیق مواد نرم را بدون ایجاد هیچ‌گونه اختلال در ساختار آن‌ها فراهم می‌کند. در این روش، پراکندگی دینامیک نور نشان می‌دهد که پرتوهای لیزر چگونه از میان نمونه‌ها عبور کرده و الگوهای بسیار ریز موسوم به «speckle» را آشکار می‌سازند؛ این الگوها بیانگر تغییرات تدریجی و بازآرایی ساختار مواد نرم در طول زمان هستند. علاوه بر این، این مرکز توانایی دارد نمونه‌ها را با دقت بالا گرم کند تا فرآیند فرسودگی آن‌ها به‌طور کنترل‌شده آغاز شود و سپس تغییرات در سطح مولکولی با جزئیات بررسی شود.

نتایج اولیه این پژوهش‌ها دانشمندان را شگفت‌زده کرده است. مشخص شد که نیروی جاذبه تأثیر بسیار عمیق‌تری بر ساختار مواد نرم دارد و حتی در بازه‌های زمانی طولانی، ویژگی‌های آن‌ها را تغییر می‌دهد. روبرتو پیاتزا (Roberto Piazza) در این‌باره توضیح داد: «شگفت‌انگیز است که ببینیم جاذبه، که در زندگی روزمره بسیار عادی و طبیعی به نظر می‌رسد، چگونه در پشت صحنه مواد مورد استفاده ما را شکل می‌دهد و رفتار آن‌ها را تعیین می‌کند.»

شیء میان‌ستاره‌ای 3I/ATLAS تنها چند هفته دیگر، به نزدیک‌ترین فاصله خود با زمین خواهد رسید. این جرم آسمانی قرار است در تاریخ ۱۹ دسامبر ۲۰۲۵ (۲۸ آذر ۱۴۰۴) در فاصله حدود ۲۷۳ میلیون کیلومتری از سیاره ما عبور کند و فرصتی بی‌سابقه برای رصد دقیق‌تر توسط اخترشناسان فراهم آورد.

آوی لوئب (Avi Loeb)، اخترشناس برجسته دانشگاه هاروارد، در یادداشت تازه‌ای توضیح داده است که روند بررسی این جرم میان‌ستاره‌ای بر پایه داده‌های موجود از تلسکوپ‌های زمینی ادامه خواهد داشت و رصدهای آینده می‌تواند جزئیات بیشتری را آشکار کند. در ماه اکتبر (مهر ۱۴۰۴)، گروهی از پژوهشگران اروپایی و آفریقایی در مقاله‌ای منتشرشده در نشریه Astronomy & Astrophysics گزارش دادند که این جرم نشانه‌هایی از انتشار نور به شکل ضربان قلب دارد؛ الگویی منظم که هر ۱۶.۱۶ ساعت تکرار می‌شود و توجه بسیاری از محققان را برانگیخته است.

هرچند این یافته‌ها می‌تواند بار دیگر نظریه دیرینه لوئب درباره احتمال ماهیت فناوری‌محور این جرم و شباهت آن به یک فضاپیمای بیگانه را تقویت کند، اما توضیح علمی و ساده‌تر این است که 3I/ATLAS در حال چرخش بوده و همانند یک فانوس میان‌ستاره‌ای نور را به‌صورت دوره‌ای به سمت زمین می‌تاباند. پژوهشگران در مقاله خود نوشتند: «به‌طور کلی، 3I/ATLAS ویژگی‌هایی مشابه دنباله‌دارهای ضعیف فعال در بخش بیرونی منظومه شمسی را دارد، هرچند منشأ آن میان‌ستاره‌ای است. پایش مداوم در زمان حضیض خورشیدی (نقطه‌ای که هر جرم در مدار بیضی‌شکل خود نزدیک‌ترین فاصله را با خورشید دارد) برای بررسی تغییرات فعالیت و رنگ ضروری است و می‌تواند رویکردهای ارزشمندی درباره تکامل مواد میان‌ستاره‌ای تحت تابش خورشید ارائه دهد.»

تلسکوپ فضایی جیمز وب احتمالاً موفق به شناسایی قدیمی‌ترین و دورترین سیاه‌چاله شناخته‌شده کیهان شده است؛ سیاه‌چاله‌ای عظیم در مرکز کهکشان GHZ2 که تنها چند صد میلیون سال پس از بیگ‌بنگ شکل گرفته. چنین کشفی می‌تواند درک ما درباره چگونگی شکل‌گیری نخستین سیاه‌چاله‌ها را دگرگون کند.

به‌گفته اخترشناسانی که داده‌های تلسکوپ جیمز وب را بررسی کرده‌اند، این سیاه‌چاله کلان جرم آن‌قدر از ما دور است که آن را در زمانی می‌بینیم که جهان فقط ۳۵۰ میلیون سال از عمرش گذشته بود. جزئیات این پژوهش ۴ نوامبر در پایگاه arXiv منتشر شده، اما هنوز مورد بررسی دقیق قرار نگرفته است. برای این بررسی، پژوهشگران از داده‌های ابزار طیف‌نگار فروسرخ نزدیک (NIRSpec) و ابزار فروسرخ میانی (MIRI) استفاده کرده‌اند؛ ابزارهایی که می‌توانند نور مرئی و فرابنفشی را که در اثر انبساط کیهان به ناحیه فروسرخ کشیده شده است را شناسایی کنند.

اسکار چاوز اورتیز (Oscar Chavez Ortiz)، نویسنده اصلی مقاله و دانشجوی دکتری دانشگاه تگزاس، می‌گوید:

GHZ2 در دوره‌ای از تاریخ کیهان قرار دارد که جهان هنوز بسیار جوان بود؛ دوره‌ای که در آن فرصت چندانی برای رشد هم‌زمان یک سیاه‌چاله کلان جرم و کهکشان میزبانش وجود نداشته است. در جهان نزدیک به ما، می‌دانیم که سیاه‌چاله‌ها و کهکشان‌ها به‌طور هم‌زمان تکامل پیدا می‌کنند؛ اما مشاهده چنین سامانه‌ای در دوره آغازین کیهان، پرسش‌های مهمی را درباره این‌که سیاه‌چاله‌ها چگونه می‌توانند در زمانی به این کوتاهی جرم بگیرند و رشد کنند، مطرح می‌کند.

اسرار خطوط طیفی

از زمان گزارش شناسایی GHZ2 در سال ۲۰۲۲، تلسکوپ جیمز وب ده‌ها کهکشان دوردست را آشکار کرده است؛ بااین‌حال، GHZ2 به‌دلیل برخورداری از خطوط نشری (emission lines) بسیار قوی، همچنان موردی شاخص به شمار می‌رود. خطوط نشری نوارهای درخشانی از نور هستند که زمانی پدید می‌آیند که الکترون‌های اتم‌ها برانگیخته می‌شوند و سپس با بازگشت به سطح انرژی پایین‌تر، انرژی آزاد می‌کنند. این خطوط، سرنخ‌های مهمی درباره فرایندهای فیزیکی و شیمیایی درون کهکشان‌ها در اختیار پژوهشگران می‌گذارند.

خورخه زاوالا (Jorge Zavala)، استاد دانشگاه ماساچوست و نویسنده دیگر این پژوهش، می‌گوید:

ما خطوطی را مشاهده می‌کنیم که تولیدشان به انرژی بسیار زیادی نیاز دارد؛ خطوطی با درجه یونش بالا که معمولاً انتظار نمی‌رود با چنین شدتی در مناطق زایش ستاره‌ها ظاهر شوند.

چنین خطوطی غالباً در هسته‌های فعال کهکشانی (AGN) دیده می‌شوند؛ ناحیه‌ای که در آن سیاه‌چاله‌های فعال با تابش‌های بسیار پرانرژی خود گاز پیرامون را تا حد زیادی یونیزه می‌کنند.

یکی از شاخص‌ترین نشانه‌ها، شناسایی خط نشری C IV λ۱۵۴۸ بود؛ خطی که از کربن سه‌بار یونیزه‌شده سرچشمه می‌گیرد. چاوز اورتیز می‌گوید:

برداشتن سه الکترون از یک اتم کربن به میدان تابشی بسیار شدید نیاز دارد؛ شدتی که به‌سختی می‌توان آن را صرفاً با فرآیندهای ستاره‌ای توضیح داد.

قدرت این خط نشان می‌داد که GHZ2 احتمالاً میزبان یک سیاه‌چالهٔ فعال است و همین امر محققان را به انجام تحلیل دقیق‌تر واداشت.

متمایز بودن GHZ2

به‌دلیل ویژگی‌های غیرعادی GHZ2، پژوهشگران مدل‌های دقیقی ایجاد کردند تا مشخص کنند چه مقدار از نور کهکشان از ستاره‌ها و چه مقدار از هسته‌های فعال کهکشانی ناشی می‌شود.

تحلیل‌ها نشان داد که گرچه بخش زیادی از خطوط طیفی با تشکیل ستاره‌ها قابل توضیح است، اما شدت بسیار بالای خط کربن تنها در حضور یک سیاه‌چالهٔ فعال قابل توجیه است.

با این حال، زاوالا اشاره کرد که GHZ2 برخی از نشانه‌های معمول هسته‌های فعال کهکشانی را ندارد. بنابراین احتمال دارد که انرژی اصلی کهکشان بیشتر از ستاره‌ها تأمین شود؛ یا ستاره‌هایی پرجرم با صدها تا هزاران برابر جرم خورشید، یا فرایند ستاره‌زایی که در GHZ2 بسیار متفاوت از آنچه امروز می‌شناسیم، رخ داده باشد.

تصور کنید یک سیاه‌چاله‌ی بسیار کوچک مانند گلوله از میان بدن شما عبور کند؛ در نگاه نخست شاید چنین رویدادی به معنای نابودی کامل و فروپاشی بدن باشد، اما نتایج یک پژوهش علمی نشان می‌دهد میزان آسیب بسیار کمتر از آن چیزی است که انتظار می‌رود. در واقع، اصلی‌ترین صدمه، ناشی از موج ضربه‌ای خواهد بود؛ موجی که همانند اثر یک گلوله‌ی پرسرعت در بافت بدن ایجاد می‌شود و آن را می‌شکافد. این موج ضربه‌ای به دلیل سرعت فوق‌العاده زیاد حرکت سیاه‌چاله شکل می‌گیرد و می‌تواند بافت‌ها را مانند برخورد یک جسم پرانرژی دچار پارگی کند، هرچند خود سیاه‌چاله به‌طور مستقیم تعامل زیادی با سلول‌ها و مولکول‌های بدن ندارد.

بر اساس تحلیل تازه‌ی رابرت شرر (Robert Scherrer)، فیزیکدان دانشگاه وندربیلت در ایالات متحده، حتی یک سیاه‌چاله با جرم ۱۰۰ میلیارد تُن می‌تواند آسیبی کمتر از شلیک یک گلوله‌ی کالیبر ۰.۲۲ وارد کند. او توضیح می‌دهد: «مشاهدات اخیر از امواج گرانشی ناشی از ادغام سیاه‌چاله‌ها و همچنین تصاویر جدید این اجرام، دوباره توجه‌ها را به موضوع سیاه‌چاله‌ها جلب کرده است. علاوه بر این، من داستانی علمی‌تخیلی از دهه ۱۹۷۰ (دهه ۱۳۵۰ شمسی) به یاد آوردم که در آن فردی با عبور یک سیاه‌چاله از بدنش جان می‌بازد و خواستم ببینم آیا چنین چیزی واقعاً امکان‌پذیر است یا خیر.»

سیاه‌چاله‌های بسیار کوچک با جرمی کمتر از جرم ستاره‌ای، یکی از فرضیه‌های مطرح برای توضیح ماده‌ی تاریک به شمار می‌روند؛ همان نیروی ناشناخته‌ای که باعث افزایش گرانش در سراسر جهان می‌شود و هنوز ماهیت آن به‌طور کامل شناخته نشده است. این سیاه‌چاله‌های موسوم به «سیاه‌چاله‌های اولیه» تنها در شرایطی خاص می‌توانستند از تراکم‌های شدید در نخستین لحظات پس از بیگ‌بنگ شکل بگیرند. هرچند دانشمندان بر این باورند که احتمال شکل‌گیری آن‌ها بسیار کم بوده است، اما وجودشان غیرممکن نیست و همین احتمال پرسش‌های تازه‌ای را مطرح می‌کند.

یکی از پرسش‌های اصلی این است که احتمال برخورد چنین سیاه‌چاله‌ای با یک انسان چقدر است، چه اندازه‌ای باید داشته باشد تا بتواند آسیب وارد کند و شکل این آسیب چگونه خواهد بود. شرر برای پاسخ به این پرسش‌ها محاسبات دقیقی انجام داد و نتایج به دست آمده بسیار شگفت‌انگیز بود.

طبق یافته‌های او، حداقل جرم لازم برای اینکه یک سیاه‌چاله‌ی اولیه بتواند هنگام عبور از بدن آسیب جدی ایجاد کند، حدود ۱۴۰ کوادریلیون گرم (۱۴۰ میلیارد تُن متریک) است؛ جرمی که تقریباً هفت برابر سنگین‌تر از سیارک «توتاتیس» محسوب می‌شود. با وجود این جرم عظیم، سیاه‌چاله همچنان بسیار کوچک خواهد بود (قطر شوارتزشیلد آن تنها ۰.۴ پیکومتر است)، در حالی که قطر یک اتم هیدروژن حدود ۱۰۶ پیکومتر اندازه دارد. این مقایسه نشان می‌دهد که حتی اجرام فوق‌العاده سنگین می‌توانند ابعادی بسیار کوچک داشته باشند و همین ویژگی سیاه‌چاله‌ها آن‌ها را به یکی از اسرارآمیزترین پدیده‌های کیهان تبدیل کرده است.

توضیح: به زبان ساده، شوارتزشیلد نشان می‌دهد که یک جرم چقدر باید فشرده شود تا تبدیل به سیاه‌چاله شود. برای مثال، اگر خورشید به اندازه‌ی حدود ۳ کیلومتر فشرده شود، افق رویداد آن همین قطر خواهد داشت و به سیاه‌چاله تبدیل می‌شود. در سیاه‌چاله‌های کوچک‌تر، این قطر می‌تواند بسیار ناچیز باشد؛ حتی کمتر از اندازه‌ی یک اتم.

اگر یک سیاه‌چاله‌ی بسیار کوچک با سرعتی نزدیک به ۲۰۰ کیلومتر در ثانیه (۱۲۴ مایل در ثانیه) از بدن عبور کند، تماس مستقیمی با بافت‌ها نخواهد داشت، زیرا اندازه‌ی آن به‌قدری ناچیز است که نمی‌تواند به‌طور مستقیم با سلول‌ها تعامل کند. با این حال، همین سرعت بسیار بیشتر از سرعت صوت در هواست و موج ضربه‌ای ناشی از حرکت آن می‌تواند همانند اثر یک گلوله‌ی کالیبر ۰.۲۲ بافت بدن را شکافته و آسیب جدی ایجاد کند.

راه دیگری که چنین سیاه‌چاله‌ای می‌تواند خطرساز شود، نیروی کشش گرانشی یا همان «نیروی کشندی» است. این نیرو باعث می‌شود بخش نزدیک‌تر به سیاه‌چاله بیشتر کشیده شود و جسم وارد فرایند اسپاگتی‌فیکیشن (Spaghettification) یا کشیده و متلاشی شدن گردد (اسپاگتی‌فیکیشن پدیده‌ای است که وقتی جسمی وارد میدان گرانشی بسیار شدید سیاه‌چاله می‌شود رخ می‌دهد.

در این حالت، بخش نزدیک‌تر جسم به سیاه‌چاله نیروی گرانشی بیشتری دریافت می‌کند و بخش دورتر نیروی کمتری، همین اختلاف باعث می‌شود جسم به‌طور عمودی کشیده و به شکل رشته‌های باریک و بلند شبیه اسپاگتی درآید). با این حال، در مقیاس بدن انسان، نیروهای مولکولی و اتمی بسیار قوی‌تر از گرانش هستند و همین موضوع مانع فروپاشی سلول‌ها می‌شود؛ بنابراین بدن تا حد زیادی در برابر چنین نیروهایی مقاوم باقی می‌ماند.

برای اینکه نیروی کشندی یک سیاه‌چاله بتواند واقعاً به بدن آسیب وارد کند، جرم آن باید دست‌کم ۷ کوینتیلیون گرم (۷ تریلیون تُن متریک) باشد؛ جرمی که با سیارک «ایریس» قابل مقایسه است. تنها در این شرایط، گرانش سیاه‌چاله می‌تواند بافت‌های حساس بدن مانند مغز را به‌طور جدی تحت تأثیر قرار دهد؛ هرچند تا آن زمان موج ضربه‌ای ناشی از عبور، خود آسیب کافی وارد می‌کند.

به هر حال، چنین برخوردی تجربه‌ای ناخوشایند خواهد بود، اما برخلاف تصور عمومی، سیاه‌چاله بدن را از درون فرو نمی‌پاشد (همان‌طور که ستاره‌ها را نابود می‌کند). از سوی دیگر، جای نگرانی چندانی وجود ندارد؛ زیرا رابرت شرر برآورد کرده است احتمال برخورد یک سیاه‌چاله‌ی اولیه با انسان تنها یک بار در هر کوینتیلیون سال است؛ عددی بسیار بزرگ‌تر از عمر کنونی جهان که حدود ۱۳.۸ میلیارد سال برآورد می‌شود.

بنابراین، بشریت تقریباً هرگز شاهد چنین رویدادی نخواهد بود و حتی ممکن است جهان پیش از آن پایان یابد. شرر در پایان توضیح می‌دهد: «سیاه‌چاله‌های اولیه از لحاظ نظری امکان‌پذیر هستند، اما شاید اصلاً وجود نداشته باشند. یک سیاه‌چاله‌ی بزرگ به اندازه‌ی یک سیارک یا بیشتر می‌تواند مانند شلیک گلوله باعث آسیب یا مرگ شود، اما یک سیاه‌چاله‌ی کوچک‌تر ممکن است از بدن عبور کند بدون اینکه حتی متوجه آن شوید. با این حال، تراکم این اجرام آن‌قدر پایین است که چنین برخوردی عملاً غیرممکن است.»