Os buracos negros primordiais têm sido teorizados há décadas e podem até ser matéria escura sempre evasiva. Ainda assim, nunca foi observado nenhum buraco negro primordial. De acordo com uma dupla de astrofísicos da Universidade de Buffalo, da Case Western Reserve University e da National Dong Hwa University, esses pequenos buracos negros poderiam ser capturados por planetas rochosos ou asteroides, consumir seus núcleos líquidos por dentro e deixar estruturas ocas; alternativamente, podem deixar microtúneis aqui na Terra em rochas muito antigas, ou mesmo vidro ou outras estruturas sólidas em edifícios muito antigos.
Uma impressão artística dos buracos negros primordiais. Crédito da imagem: NASA.
Pequenos buracos negros primordiais são talvez as relíquias mais interessantes e intrigantes do Universo primitivo.
Eles podem servir como candidatos à matéria escura, gerar ondas gravitacionais primordiais, ajudar na resolução de problemas cosmológicos como a parede de domínio e problemas de monopolo magnético, etc.
No entanto, nenhum candidato convincente a buraco negro primordial foi observado até agora.
“As hipóteses de encontrar estas assinaturas são pequenas, mas procurá-las não exigiria muitos recursos e o resultado potencial, a primeira evidência de um buraco negro primordial, seria imenso,” disse o professor Dejan Stojkovic, da Universidade de Buffalo.
“Temos que pensar fora da caixa porque o que foi feito anteriormente para encontrar buracos negros primordiais não funcionou.”
O professor Stojkovic e seu colega, Dr. Terra.
“Devido a estas grandes probabilidades, concentrámo-nos em marcas sólidas que existem há milhares, milhões ou mesmo milhares de milhões de anos”, disse o Dr.
“Se o objeto tiver um núcleo central líquido, então um buraco negro primordial capturado pode absorver o núcleo líquido, cuja densidade é superior à densidade da camada sólida externa”, acrescentou o professor Stojkovic.
“O buraco negro primordial poderia então escapar do objeto se este fosse impactado por um asteróide, deixando apenas uma concha oca.”
Mas será que tal concha seria suficientemente forte para se sustentar ou simplesmente ruiria sob a sua própria tensão?
Comparando a resistência de materiais naturais como granito e ferro com a tensão superficial e a densidade superficial, os pesquisadores calcularam que tal objeto oco não poderia ter mais do que um décimo do raio da Terra, tornando mais provável que fosse um planeta menor do que um planeta propriamente dito. .
“Se for maior do que isso, entrará em colapso”, disse o professor Stojkovic.
“Esses objetos ocos poderiam ser detectáveis com telescópios. A massa e, portanto, a densidade, podem ser determinadas estudando a órbita de um objeto.”
“Se a densidade do objeto for muito baixa para o seu tamanho, é uma boa indicação de que é oco.”
Para objetos sem núcleo líquido, os buracos negros primordiais podem simplesmente passar e deixar para trás um microtúnel reto.
Por exemplo, um buraco negro primordial com massa de 1022 gramas deixariam para trás um túnel de 0,1 mícron de espessura.
Uma grande placa de metal ou outro material poderia servir como um detector eficaz de buracos negros, sendo monitorada quanto ao aparecimento repentino desses túneis, mas você teria melhores chances de procurar túneis existentes em materiais muito antigos – de edifícios com centenas de anos. antiga, até rochas com bilhões de anos.
Ainda assim, mesmo assumindo que a matéria escura é de facto composta por buracos negros primordiais, calcularam que a probabilidade de um buraco negro primordial passar através de uma rocha com mil milhões de anos é de 0,000001.
“Você tem que olhar o custo versus o benefício. Custa muito fazer isso? Não, não importa”, disse o professor Stojkovic.
“Portanto, a probabilidade de um buraco negro primordial passar por você durante a sua vida é pequena, para dizer o mínimo. Mesmo que existisse, você provavelmente não notaria.
“Ao contrário de uma rocha, o tecido humano tem uma pequena tensão, por isso um buraco negro primordial não o destruiria.”
“E embora a energia cinética de um buraco negro primordial possa ser enorme, não pode libertar grande parte dela durante uma colisão porque se move muito rapidamente.”
“Se um projétil se move através de um meio mais rápido que a velocidade do som, a estrutura molecular do meio não tem tempo para responder.”
“Jogue uma pedra pela janela, ela provavelmente vai quebrar. Atire em uma janela com uma arma, é provável que apenas deixe um buraco.”
A equipe papel foi publicado na revista Física do Universo Escuro.
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De-Chang Dai e Dejan Stojkovic. 2024. Procurando pequenos buracos negros primordiais em planetas, asteróides e aqui na Terra. Física do Universo Escuro 46:101662; doi:10.1016/j.dark.2024.101662
