一篇新的预印本论文探讨了如果一个微小的黑洞穿过人体会发生什么。这篇论文背后的物理学家并没有给出令人失望的“不多”，而是专门试图确定这种黑洞的最小尺寸，该尺寸会对不幸与之相撞的人类造成“严重伤害或死亡”。
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在当前的宇宙时代，当巨大的恒星诞生时，黑洞就形成了燃料耗尽并在自身重力作用下崩溃。这限制了当前宇宙中恒星黑洞的大小。它们必须由大量质量凝聚成一个小区域而形成，并且只出现在质量约为太阳 20 倍的恒星中。
另一方面，假设的黑洞被认为是在宇宙诞生的最初几秒钟内形成的，当时所有将继续形成恒星和星系的物质都更紧密地堆积在一起。
“在那一刻，热物质的密度可能足以形成黑洞，其质量可能从回形针的 100,000 倍到太阳的 100,000 倍，”美国宇航局解释。 “然后，随着宇宙迅速膨胀和冷却，以这种方式形成黑洞的条件就结束了。”
如果他们真的形成了，他们有可能仍然在那里。甚至有人认为原始黑洞比原子还小穿过地球每一天都不会对地球造成伤害，或者也许每天都会造成更大的伤害左右。但直到今天，我们还没有发现过这种现象。
这篇尚未经过同行评审的新论文的灵感来自于之前一篇关于宏观暗物质（MACROS）的论文，这是一种暗物质候选者，其尺寸范围可以从微小的颗粒到小行星大小的物体。
“在那篇论文中，研究表明宏观暗物质对人体的影响将具有足够的破坏性，如果不遵守这种影响，就可以对宏观质量和横截面进行有用的限制，”范德比尔特大学物理学教授罗伯特·谢勒在新论文中解释道。
谢勒推断，对原始黑洞做同样的事情，可以对原始黑洞施加类似的限制，原始黑洞是暗物质实际上是什么的另一个竞争者。该论文研究了两种可能对人体造成损害的不同影响。
“首先，PBH 会沿着其路径产生超音速冲击波，破坏沿途的组织。其次，潮汐引力会撕裂体内的细胞。”
谢勒计算了产生类似于子弹穿过物体所需的最小能量。，估计质量需要约为 1.4 × 1017 号克，类似于小行星的质量。
观察潮汐力造成的损害变得更有趣。首先，潮汐力是什么意思？
“潮汐力是两点之间重力强度的差异。月球引力场在地球直径上产生潮汐力，导致地球变形。它还会在固体地球中引发数米的潮汐，并在液体海洋中引发更大的潮汐，”美国宇航局解释。 “如果潮汐之力强于身体的凝聚力，身体就会被扰乱。”
微小黑洞产生的潮汐力会对人体产生有趣的影响。
“当PBH穿过人体时，它会在其附近产生强大的潮汐力。这些会对附近产生拉力。，足够强的力会将细胞撕裂，”谢勒写道。“对这种分离最敏感的细胞可能是人脑中的细胞。”
然而，计算撕裂人脑细胞所需的黑洞大小后发现，黑洞比以前更大，约为 7×1018- 7×1019克。产生的冲击波比潮汐力具有更大的破坏性。
虽然很有趣，但这可以帮助我们限制原始黑洞的质量作为暗物质的候选者。
“有趣的是，能够导致严重人类伤害的最小 PBH 质量位于 PBH（原始黑洞）暗物质的下限附近，”Scherrer 写道，“这增加了这样的可能性：此类事件的缺失可能会对 PBH 丰度提供额外的限制，就像宏观暗物质的情况一样。”
但假设所有是太初黑洞，而且它们至少大到足以造成伤害，他发现每年受伤的人数会达到10人左右−18每年，这个数字确实很小。
“也许更有趣的结果是极限[...]结果有多弱，”谢勒总结道。 “MP BH ~ 1,016 克的黑洞相当于一颗小行星的质量，但这样的黑洞可以直接穿过人体，并且只产生可以忽略不计的引力效应。”
该研究已发布到预印本服务器arXiv。
