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.»
