¿Qué pasaría si se formara un agujero negro debido a un acelerador de partículas?

Para hacer eso, se necesitarían aceleradores mucho más potentes que los que tenemos hoy. En teoría, la masa de “agujero negro” (BH) más pequeña posible es la masa de Planck, m [matemática] _P [/ matemática] = ( ħc / G ) [matemática] ^ {0.5} [/ matemática] ≈ 0.000000022 kg (≈ 22 microgramos (μg)).

Un m [matemático] _P [/ matemático] es energía equivalente a m [matemático] _P [/ matemático] c [matemático] ^ 2 [/ matemático] ≈ 2 GJ (dos mil millones de julios, también conocido como ” Energía de Planck “), o ≈ 1.3 × 10 [matemática] ^ {19} [/ matemática] TeV: el registro actual de energía del acelerador es ≈ 13 TeV ( LHC ). Haz las matematicas.

Un BH con una masa de ≈ 22 μg (según Hawking) se “evaporaría” en energía en un instante que dura ≈ 8.7 × 10 [matemática] ^ {- 40} [/ matemática] segundo … Técnicamente, “una fracción de un segundo “, pero una fracción extraordinariamente pequeña . La luz en el espacio libre viajaría solo only 2.7 × 10 [matemática] ^ {- 31} [/ matemática] metro en esa segunda fracción infinitesimal.

Basado en el razonamiento teórico anterior, respondería que tales experimentos no son (¿todavía?) Posibles. Ni siquiera “en principio”. Necesitaríamos un acelerador mucho más grande que el LHC dirigido por el CERN.

La razón del límite inferior de masa mH [math] _P [/ math] BH, según el artículo de Wikipedia Micro Black Hole, sección Masa mínima de un agujero negro:

[…] La longitud de onda de Compton, λ = h / Mc , donde h es la constante de Planck, representa un límite en el tamaño mínimo de la región en la que se puede localizar una masa M en reposo. Para una M suficientemente pequeña, la longitud de onda de Compton reducida ( λ = ħ / Mc , donde ħ es la constante de Planck reducida) excede la mitad del radio de Schwarzschild, y no existe una descripción del agujero negro. Esta masa más pequeña para un agujero negro es, por lo tanto, aproximadamente la masa de Planck.

Más detalles, del artículo de Wikipedia Partícula de Planck:

Una partícula de Planck , llamada así por el físico Max Planck, es una partícula hipotética definida como un pequeño agujero negro cuya longitud de onda de Compton es igual a su radio de Schwarzschild. Su masa es, por lo tanto, aproximadamente la masa de Planck, y su longitud de onda de Compton y el radio de Schwarzschild son aproximadamente de la longitud de Planck. […]

En comparación con un protón, por ejemplo, la partícula de Planck sería extremadamente pequeña (su radio sería igual a la longitud de Planck, que es aproximadamente 10 [matemática] ^ {- 20} [/ matemática] veces el radio del protón) y masiva (la masa de Planck es 10 [matemática] ^ {19} [/ matemática] veces la masa del protón). La partícula de Planck también tendría una existencia muy fugaz, evaporándose debido a la radiación de Hawking después de aproximadamente 5 × 10 [matemática] ^ {- 39} [/ matemática] segundos.

Algunas otras propiedades bastante extravagantes de un m [math] _P [/ math] BH son:

  • Temperatura [matemática] ^ {[1]} [/ matemática] T [matemática] _ {BH} [/ matemática] = ћc [matemática] ^ 3 [/ matemática] / (8 πGMk [matemática] _B [/ matemática]) ≈ 5.6 × 10 [matemáticas] ^ {30} [/ matemáticas] K
  • Vida útil ” [matemáticas] ^ {[2]} [/ matemáticas] = 5120 πG [matemáticas] ^ 2 [/ matemáticas] 2 M [matemáticas] ^ 3 [/ matemáticas] / ( ћc [matemáticas] ^ 4 [/ matemática]) ≈ 8.7 × 10 [matemática] ^ {- 40} [/ matemática] s. Esto sería muy difícil de medir.
  • Luminosidad [matemática] ^ {[3]} [/ matemática] = ћc [matemática] ^ 6 [/ matemática] / (15360 πG [matemática] ^ 2 [/ matemática] M [matemática] ^ 2 [/ matemática]) ≈ 7.5 × 10 [matemáticas] ^ {47} [/ matemáticas] W. La energía de una masa de Planck (= energía de Planck ≈ 2 GJ), se “evaporaría” en muy poco tiempo, produciendo una explosión considerable y muy caliente.
  • Entropía ” [matemática] ^ {[4]} [/ matemática] = k [matemática] _B [/ matemática] A / (4 [matemática] _P ^ 2 [/ matemática]) ≈ 1.7 × 10 [matemática] ^ {–22} [/ matemáticas] J / K. Casi cero …

Ver también:

  • Quora – ¿Cuál es el agujero negro más pequeño posible?
  • Quora: ¿qué podría pasar si un experimento de laboratorio del CERN generara un agujero negro?
  • medium.com ( “Comienza con un golpe” de Ethan Siegel ) ¿Podría el LHC hacer un agujero negro mortal?

Notas al pie

[1] Fuente: Wikipedia ( Radiación de Hawking), Temperatura del espectro de Planck . Esta presentación (2005) dice que esta fórmula es: “Una de las fórmulas más bellas y profundas en física en los últimos cincuenta años”).

[2] Fuente: Wikipedia ( Radiación de Hawking).

[3] Fuente: Wikipedia ( Hawking Radiation), esto se llama la ley de potencia de radiación Stefan-Boltzmann-Schwarzschild-Hawking.

[4] Fuente: Wikipedia ( termodinámica del agujero negro), a veces llamada fórmula de Bekenstein-Hawking (sí, Jakob Bekenstein la encontró primero).

Un pequeño estallido de luz / energía, y luego desaparece. La “explosión” proviene de la radiación de Hawking, que se emite en una relación inversa con la masa del agujero negro. Por lo tanto, los muy pequeños (como los que se crearían con un acelerador de partículas) casi instantáneamente se “hinchan” y desaparecen. Tenga en cuenta que usé específicamente “poof” en lugar de bang, porque eso es aproximadamente del tamaño de la misma. No hay sonido, solo un breve estallido de luz visible y otra radiación, que podría no ver incluso si lo estuviera mirando directamente.

Suponiendo que nuestros modelos sean correctos, se descompondría instantáneamente y mediríamos la firma de descomposición inusual en los detectores.

Si nuestros modelos fueran incorrectos y tardara más en descomponerse, se caería inofensivamente del detector hacia el centro de la Tierra hasta que se descomponga. Sería demasiado pequeño para absorber más materia mientras tanto.

Si simplemente no supiéramos lo que estábamos haciendo y podría consumir la Tierra. Bueno, eso ya le habría pasado a la Tierra y al Sol por los agujeros negros cuánticos que colisionan con nosotros desde el espacio. Ergo, nunca hubiéramos estado aquí para cometer tal error.

Si simplemente no sabemos lo que estamos haciendo y hay una resonancia inesperada que solo puede suceder en un acelerador hecho por el hombre. Pues bien, morimos antes de comprender nuestro error. Pero, por lo que sé, hay una resonancia desconocida que solo puede suceder al escribir una respuesta en quora. Ambas son consideraciones igualmente absurdas.

Habría mucha emoción entre los físicos porque revelaría algunas características nuevas de la gravedad y la dimensionalidad del espacio.

No habría peligro por dos razones.

En primer lugar, el agujero negro se evaporaría y desaparecería extremadamente rápido a través de un proceso conocido como radiación de Hawking.

En segundo lugar, el agujero negro sería extremadamente pequeño, por lo que incluso si no se evapora, no se tragará la Tierra.

Pequeño agujero negro … el agujero negro irradia energía, como HAWKING RADIATIONS / EVAPORATION, por indigestable que parezca, los pequeños agujeros negros tienden a evaporarse rápidamente. La calculadora de radiación de Hawkings incluso le proporcionaría la vida útil del agujero negro si ingresa las variables.
de lo contrario, es imposible contener agujeros negros en cuadros o campos, porque, bueno … son agujeros negros.
los agujeros negros no recuerdan su historia de origen … citado famoso “los agujeros negros no tienen pelo”
solo retienen tres fundamentos, energía, carga, giro … citado famoso “los agujeros negros tienen pelos pequeños y suaves”

Absolutamente nada. No duraría lo suficiente como para ser detectado. El CERN resolvió esto cuando el LHC estaba a punto de encenderse por primera vez, debido a temores.

El radio de Schwarzchild de un BH, la masa de un protón es menor que la longitud del planck. Incluso con un mg es mucho más pequeño que un quark. Como no tenemos una teoría de la gravedad cuántica, es difícil saber cómo interactuarían estas partículas.

Tenga en cuenta que los valores que di son para radios en espacio libre. Dentro de otra masa, es poco probable que el bh se forme en primer lugar. La tierra también tiene un radio de Schwarzchild, pero como el radio está dentro de una masa, no se forma

Imposible.

A lo que se refiere el término común “AGUJERO NEGRO” es solo una estrella que ha usado la mayor parte de sus fuentes de energía disponibles.

La definición establecida de un horizonte de eventos no describe nada que exista realmente.

El carbono y el hierro comprenden la mayor parte de la superficie de una estrella después de que haya usado todo o la mayor parte de su combustible disponible y luego llamado “AGUJERO NEGRO”.

La “MAYORÍA” del espectro electromagnético se absorbería y no se reflejaría o irradiaría desde la mayor parte de la superficie.

Sin embargo, se ha detectado que cada tipo de energía conocida y materia hasta el tamaño de los planetas es expulsada de los polos.

http: //www.creationoftheuniverse … Para más detalles.

Los agujeros negros en los aceleradores de partículas son pequeños micro agujeros negros que desaparecen muy rápido. Son 100% inofensivos.

La humanidad no tiene la cantidad suficiente de energía para crear un verdadero agujero negro.

Pero sería una gran idea para una película de ciencia ficción poco realista.

Está allí y se ha ido.

Los agujeros negros son pequeños. Tan pequeño que uno que pese billones de toneladas tendría el doble del tamaño de un protón, uno de la masa de la Tierra sería del tamaño de una moneda y uno de la masa del sol de 7 km de diámetro.

Los aceleradores de partículas solo juntaban unas pocas partículas a la vez, por lo que el agujero negro resultante sería tan pequeño que simplemente se agitaría debido a la radiación de Hawking.

Inmediatamente se disiparía con un pequeño estallido de rayos gamma debido a la radiación de Hawking.

Es posible, pero simplemente no tendrá ningún efecto.