En 1974, l'auteur de science-fiction Larry Niven a écrit un mystère de meurtre avec une prémisse intéressante: pourriez-vous tuer un homme avec un petit trou noir? Je ne gâcherai pas l'histoire, bien que je sois prêt à parier que la plupart des gens diraient que la réponse est clairement oui. La gravité intense, les forces de marée et l'horizon de l'événement mèneraient sûrement à une fin désordonnée. Mais il s'avère que la réponse scientifique est un peu plus intéressante.
D'une part, il est clair qu'un trou noir suffisamment grand pourrait vous tuer. D'un autre côté, un trou noir avec la masse d'un seul atome d'hydrogène est clairement trop petit pour être remarqué. La vraie question est la masse critique. À quelle taille minimale un trou noir deviendrait mortel? C'est l'objectif d'un nouveau journal publié sur le arxiv serveur de préimprimée.
L'étude commence par des trous noirs primordiaux. Ce sont des corps théoriques qui peuvent s'être formés dans les premiers moments de l'univers et qui seraient beaucoup plus petits que les trous noirs de masse stellaire. Partout de l'atome à une masse à plusieurs reprises celle de la Terre. Bien que les astronomes n'aient jamais trouvé de trous noirs primordiaux, les observations excluent plusieurs gammes de masse.
Par exemple, tout trou noir primordial inférieur à 1012 KG aurait déjà évaporé grâce à Hawking Radiation. Tout ce qui est plus grand que 1020 KG lentira les étoiles gravitationnelles dans la Voie lactée. Comme nous n'avons pas détecté ces effets de lentille, ils doivent à tout le moins être extrêmement rares. S'ils existent du tout.
Certains modèles théoriques soutiennent que les trous noirs primordiaux pourraient être la source de la matière noire. Si tel est le cas, les limites d'observation limitent leurs masses au 1013—1019 KG Range, qui est similaire à la plage de masse pour les astéroïdes. Par conséquent, l'étude se concentre sur cette plage et examine deux effets: les forces de marée et les ondes de choc.
Les forces de marée se produisent parce que plus vous vous rapprochez d'une masse, plus sa gravité est forte. Cela signifie qu'un trou noir exerce un différentiel de force sur vous à l'approche. La question est donc de savoir si ce différentiel de force est suffisamment fort pour déchirer la chair. Les trous noirs de masse astéroïde sont inférieurs à un micromètre à travers, donc même les forces de marée couvriraient une petite zone. Si l'un a traversé votre section médiane ou l'un de vos membres, il peut y avoir des dommages locaux, mais rien de fatal. Ce serait similaire à une aiguille qui vous traverse.
Mais si le trou noir traversait votre tête, ce serait une autre histoire. Les forces de marée pourraient déchirer les cellules cérébrales, ce qui serait beaucoup plus grave. Étant donné que les cellules cérébrales sont délicates, même un différentiel de force de 10 à 100 nanonewtons pourrait vous tuer. Mais cela prendrait un trou noir à l'extrémité la plus élevée de notre gamme de masse.
Les ondes de choc seraient beaucoup plus dangereuses. Dans ce cas, alors qu'un trou noir est entré dans votre corps, il créerait une onde de densité qui vous répercuterait à travers vous. Ces ondes de choc endommageraient physiquement les cellules et transféreraient l'énergie thermique qui ferait d'autres dommages. Pour créer une onde de choc d'énergie similaire à celle d'une balle de 22 calibre, le trou noir n'aurait besoin que d'une masse de 1,4 x 1014 kg, qui se situe bien dans la gamme de trous noirs primordiaux possibles.
Alors oui, un trou noir primordial pourrait vous tuer.
Bien que cela crée une grande histoire, cela n'arriverait jamais dans la vraie vie. Même si des trous noirs primordiaux de masse astéroïde existent, le nombre d'entre eux par rapport à l'immensité de l'espace signifie que les chances que cela se produise à quiconque au cours de sa vie est inférieure à 1 sur 10 billions.
