Hai nhà vũ trụ học giàu trí tưởng tượng mang đến cho mọi người một tin tuyệt vời: Nếu một lỗ đen nguyên thủy xuyên qua cơ thể bạn, bạn có thể sẽ không chết.
Sự trấn an bất ngờ này là một phần trong giả thuyết lớn hơn của họ về nơi các nhà khoa học có thể tìm thấy các lỗ đen nguyên thủy (PBH): các lỗ đen lý thuyết cổ xưa, nhỏ bé, mật độ cao. Trong một nghiên cứu được công bố trên số ra tháng 12 của Vật lý của vũ trụ tối và có sẵn trực tuyến kể từ tháng 9, các nhà vũ trụ học cho rằng bằng chứng về PBH có thể hiện diện trong các thiên thể rỗng, cũng như trong các vật thể ngay trên Trái đất.
Dejan Stojkovic của Đại học Buffalo, người đồng viết nghiên cứu, cho biết trong một tuyên bố của trường: “Chúng tôi phải suy nghĩ sáng tạo vì những gì đã được thực hiện để tìm kiếm các lỗ đen nguyên thủy trước đây đều không hiệu quả”.
Các lỗ đen “quen thuộc”, nếu bạn có thể gọi chúng như vậy, thường hình thành sau khi các ngôi sao sắp chết và sụp đổ vào bên trong. Mặt khác, các lỗ đen nguyên thủy có thể đã hình thành ngay sau Vụ nổ lớn, khi các khu vực không gian dày đặc cũng sụp đổ vào bên trong, trước khi các ngôi sao tồn tại—do đó nguyên thủy phần.
Các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết về sự tồn tại của PBH trong nhiều thập kỷ nhưng chưa bao giờ thực sự quan sát thấy nó. Theo nghiên cứu, một số học giả thậm chí còn cho rằng PBH có thể chính là vật chất tối (chất bí ẩn chiếm tới 85% khối lượng của vũ trụ). Các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu: “Các lỗ đen nguyên thủy nhỏ (PBH) có lẽ là di tích thú vị và hấp dẫn nhất từ vũ trụ sơ khai”.
Stojkovic và đồng nghiệp của ông đã tính toán rằng nếu một PBH rất nhanh có khối lượng 2,2 x 10^19 pound (tức là 22 theo sau là 18 số 0) bắn xuyên qua một vật thể rắn, nó sẽ để lại một đường hầm dày 0,1 micron. Nó nhỏ nhưng vẫn có thể nhìn thấy được bằng kính hiển vi mạnh, nghĩa là chúng ta có thể điều tra các vật thể xung quanh để tìm bằng chứng về sự tồn tại của chúng.
Theo các nhà vũ trụ học, các vật thể cũ có nhiều khả năng mang đường hầm PBH hơn. “Cơ hội cao hơn” vẫn còn khá mong manh – họ đã tính toán xác suất để một PBH bắn xuyên qua một tảng đá một tỷ năm tuổi là 0,000001% – nhưng không phải bằng không.
Stojkovic giải thích trong tuyên bố: “Cơ hội tìm thấy những dấu hiệu này là rất nhỏ, nhưng việc tìm kiếm chúng sẽ không đòi hỏi nhiều nguồn lực và lợi ích tiềm năng, bằng chứng đầu tiên về lỗ đen nguyên thủy, sẽ là rất lớn”.
Điều này đưa chúng ta trở lại khả năng PBH đào sâu trong cơ thể bạn, thậm chí còn thấp hơn khả năng PBH xuyên qua một tảng đá tỷ năm. Tuy nhiên, ngay cả khi điều đó xảy ra, các nhà nghiên cứu tin chắc rằng bạn sẽ không bị tổn thương đáng kể vì mô của con người có độ căng thấp, có nghĩa là PBH có thể sẽ đi qua mà không bị rách.
Stojkovic cho biết: “Nếu một viên đạn di chuyển qua một môi trường nhanh hơn tốc độ âm thanh, cấu trúc phân tử của môi trường đó sẽ không có thời gian để phản ứng. “Ném một hòn đá qua cửa sổ, nó có thể sẽ vỡ tan. Dùng súng bắn vào cửa sổ, rất có thể sẽ để lại một cái lỗ.” Tốc độ của PBH cũng sẽ ngăn nó giải phóng phần lớn động năng trong cơ thể bạn.
Stojkovic và đồng nghiệp của ông, De-Chang Dai thuộc Đại học Quốc gia Dong Hwa và Đại học Case Western Reserve, cũng đề xuất tìm kiếm bằng chứng PBH trong các thiên thể có khối lượng thấp đáng ngạc nhiên. Họ thừa nhận rằng nếu PBH bắn xuyên qua một vật thể như hành tinh, mặt trăng hoặc tiểu hành tinh có lõi chất lỏng, nó có thể bị mắc kẹt bên trong và hút chân không vào trung tâm, làm rỗng nó cho đến khi một tác động bên ngoài đánh bật nó ra.
Stojkovic giải thích: “Nếu vật thể có lõi trung tâm là chất lỏng thì PBH bị bắt giữ có thể hấp thụ lõi chất lỏng, có mật độ cao hơn mật độ của lớp rắn bên ngoài”. Mặt khác, các thiên thể không có lõi chất lỏng sẽ có những đường hầm siêu nhỏ tương tự như đường hầm trong các vật thể rắn trên Trái đất.
Do đó, bộ đôi này gợi ý rằng các nhà thiên văn học nên tìm kiếm các thiên thể có mật độ (có thể tính được từ quỹ đạo của chúng) thấp hơn đáng kể so với dự kiến. Chúng cũng phải nhỏ hơn 1/10 bán kính Trái đất, vì bất cứ thứ gì lớn hơn sẽ tự sụp đổ.
Mặc dù những thông số này, theo cách nói của Stojkovic, là “ngoài giới hạn”, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng những nghiên cứu lý thuyết như vậy là cần thiết. Ông nói: “Những người thông minh nhất hành tinh đã nghiên cứu những vấn đề này trong 80 năm nhưng vẫn chưa giải quyết được chúng”. “Chúng tôi không cần mở rộng đơn giản các mô hình hiện có. Có lẽ chúng ta cần một khuôn khổ hoàn toàn mới.”
Mặc dù người bình thường sẽ không tham gia vào cuộc săn tìm lỗ đen nguyên thủy mới, nhưng đây là dấu hiệu để bạn cảnh báo cộng đồng khoa học nếu có điều gì đó bất ngờ xuyên qua cơ thể bạn.