Si los humanos encontraran un agujero negro primordial microscópico, ¿cuáles serían las especificaciones de su contenedor para mantenerlo a salvo en la Tierra?

No quieres mantener un agujero negro primordial en la Tierra. O en cualquier lugar cerca de la Tierra.

Aquí es por qué.

Comencemos con un agujero negro primordial de 1 tonelada métrica. Bueno … tu problema es la radiación de Hawking. Este agujero negro tiene una temperatura efectiva de [matemáticas] 1.23 \ veces 10 ^ {20} ~ {\ rm K} [/ matemáticas], y una vida útil de menos de una décima de microsegundo. En otras palabras, una tonelada métrica de masa se convierte instantáneamente en radiación gamma de alta energía. Eso es alrededor de un millón de armas nucleares de Hiroshima que se disparan de una vez. No es un buen día para nadie dentro de unos cientos de millas.

Un agujero negro más pequeño se evapora aún más rápido, así que no vayamos allí. ¿Qué tal una más grande, digamos, 1,000 toneladas métricas? Bueno, tiene una vida más respetable … 84 segundos. Pero eso sigue siendo demasiado corto. En 84 segundos, terminas liberando la energía de mil millones de armas nucleares de Hiroshima. No es un buen día para nadie, en ninguna parte del planeta.

Así que vamos aún más grande … digamos, un millón de toneladas métricas. OK, ese tiene una vida útil más razonable de más de 2600 años. Pero aún hace calor como el infierno. Emite alrededor de 360 ​​teravatios de calor. Eso es mucho calor. Hace tanto calor como el Sol cuando estás a más de 140 kilómetros de él. Peor aún, todo ese calor se libera en forma de radiación gamma dura. No es un buen día para nadie dentro de unos pocos cientos de kilómetros.

Entonces, ¿qué tal un billón de toneladas métricas? Ese es bastante estable, con una vida útil de más de 2 billones de años. Y emite alrededor de 360 ​​megavatios de calor residual … que no es diferente al calor residual, por ejemplo, de un reactor nuclear en funcionamiento. Esto es algo con lo que podemos lidiar. Pero … ahora tiene un objeto que pesa mil millones de toneladas métricas, pero solo tiene el doble del tamaño de un protón. Su gravedad será comparable a la de toda la Tierra a una distancia de tres metros; a 1 metro, será casi siete veces la gravedad de la Tierra. Además, no hay material concebible que pueda contener este objeto … Dado que la mayor parte del espacio entre los átomos es un espacio vacío, y este agujero negro no interactuaría con estos átomos de todos modos. Tampoco podría mantenerlo en su lugar, incluso si, por ejemplo, logró darle una carga eléctrica y tratar de controlarlo mediante campos eléctricos o magnéticos. Simplemente caerá hacia el centro de la Tierra como si no hubiera nada allí. Desafortunadamente, hay muchas cosas allí, que el agujero negro interrumpiría a medida que viaja caóticamente por el interior de la Tierra. Después de mucho tiempo, se disiparía suficiente energía cinética para establecerse cerca del centro de la Tierra, donde probablemente permanecerá inactivo durante los períodos de tiempo geológicos (sí, los agujeros negros comen cosas, pero cuando todo el agujero negro es del tamaño de un protón, no comerá nada con gran eficacia.) Pero antes de que eso suceda, la interrupción de la Tierra será considerable, con terremotos, erupciones volcánicas, lo que sea … no es un buen día, no es un buen milenio para nadie.

Así que realmente no hay buenas opciones aquí. Elija un agujero negro que sea demasiado pequeño y su calor lo vaporizará antes de que suba en una tremenda explosión. Elija uno que sea demasiado grande y arruine el planeta a lo grande. Y en ningún caso puedes sostener la maldita cosa de todos modos.

Así que mantén los agujeros negros lejos de la Tierra, por favor.

Me imagino que por microscópico te refieres a macroscópico. Como uno del tamaño de una mano o algo así. La razón por la que asumo esto es porque se cree que los agujeros negros microscópicos son bastante frecuentes y realmente no tienen un efecto sobre la materia. Si tuviéramos que detectar un agujero negro primordial de tamaño macroscópico, me imagino que la mejor manera de contenerlo en un ‘frasco’ sería atraparlo en un campo magnético o de carga.

Tienes que entender que los agujeros negros son muy parecidos a los anclajes en el espacio. Si tuviera que usar un “frasco” ordinario, el agujero negro no sería como un objeto flotante tradicional en el frasco. El agujero negro permanecería donde está en el espacio y cuando desee mover el frasco, el agujero negro destruiría inmediatamente cualquier lado de los contenedores con los que entra en contacto.

Ahora, si agregamos un campo magnético o de carga, todo lo que tendríamos que hacer es crear la misma carga en todas las direcciones de los frascos en el interior. En otras palabras, digamos que el agujero negro estaba cargado positivamente. Si tuviéramos un contenedor que pueda crear un campo cargado positivamente alrededor de las paredes, entonces el agujero negro sería repelido de las paredes y permanecería en el centro del contenedor. Los mismos cargos se repelen entre sí.

¡Espero que esto haya respondido a tu pregunta!

Digamos que este agujero negro primordial duraría 100 años, antes de evaporarse en una bola de fuego que vaporizaría gran parte de la Tierra:

Calculadora de radiación de Hawking

334822.6 toneladas métricas, y nada de materia puede soportarlo. Todo lo que dirigimos hacia él lo hace más masivo y más difícil de soportar. 3.665234e + 14 K, y 3.178631e + 15 vatios, fríe todo a la vista.

Digamos que quiere bajar uno alrededor del punto de ebullición del agua … 3.288766e + 17 toneladas métricas, por lo que solo 4 órdenes de magnitud más pequeñas que la Tierra. Tendríamos que orbitarlo. Y como consumía pequeños pedazos de viento solar, y algo de nuestra atmósfera, estaríamos bañados en radiación gamma. La producción total debido a la radiación de Hawking es de 3300 Mw.

Ningún contenedor de material puede contenerlo.

La respuesta de Victor Toth proporciona la mayor claridad, aquí. El agujero manejable más pequeño es de miles de millones de toneladas y el tamaño de un protón. Lo más cercano a almacenarlo en la Tierra sería tenerlo en órbita terrestre. Esto funcionaría, aunque es muy difícil imaginar cómo llegaría allí. En principio, podría construir una planta de energía alrededor que recoja su radiación Hawking. Sin embargo, realmente no estarías “conteniéndolo”. El orificio determinaría la ruta del recinto en lugar de lo contrario.

El recinto debería dejar una buena cantidad de espacio vacío (metros) alrededor del agujero, para evitar la región donde los materiales se desintegrarían por las fuerzas de marea. Si, por un poco de magia (o física sofisticada), pudieras hacer que el agujero emitiera su radiación Hawking en forma de un chorro direccional, podrías usar eso para impulsarlo. Se sabe que tales chorros se producen en objetos astrofísicos, por lo que esto no es del todo inverosímil.

El agujero sería una nave espacial decente, quizás con capacidad interestelar. Sería lento, debido a su masa, pero dado el orificio del tamaño correcto, el chorro podría ser tan poderoso que, durante mucho tiempo, el orificio podría alcanzar una velocidad respetable.

No se puede mantener un agujero negro en la tierra, por microscópico que sea. Digamos que surgió un pequeño agujero negro en su laboratorio loco, caerá a través de la tierra, cavará hacia el centro y permanecerá allí. La mejor manera de tener un agujero negro ‘mascota’ es hacerlo girar alrededor de la tierra.

Depende del agujero negro, pero uno microscópico se evaporaría al lanzar la radiación demasiado rápido para que valga la pena contenerla. Es más probable que su existencia sea detectada por su extinción.

Un agujero negro lo suficientemente grande como para sobrevivir tanto tiempo después del Big Bang sería lógicamente imposible de almacenar en la Tierra (las palabras no se aplican) … no hay un contenedor seguro.

Si un agujero negro tenía una carga, entonces podría usar su carga para contenerlo … si no, necesitaría usar la gravedad … almacenarlo en un punto L de un sistema de 2 cuerpos.

More Interesting

¿Venimos todos de la misma estrella?

¿Qué pasaría si pudiéramos desarrollar un telescopio de resolución infinita y comenzar a espiar a otras civilizaciones en cualquier parte del universo?

¿Cómo sabemos que cierta galaxia se ha alejado de nosotros? ¿Hemos medido su distancia en intervalos?

¿Pueden ser verdad la teoría del multiverso y la teoría del universo infinito?

¿Podemos decir que el universo está oscuro porque la luz aún no ha llegado a los rincones del universo y no ha llegado a nuestros ojos?

¿Cuántas veces ha rodeado la Tierra al Sol desde el Big Bang?

No tiene sentido en la vida, no importa cuánto lo intentemos; existencia humana diminuta en el tiempo y cuán grande es el universo y más allá, y sin mencionar nuestra inteligencia limitada, ¿somos simplemente como una mosca que pasó?

Escenarios hipotéticos: ¿y si se descubriera que todo lo que sabemos sobre física solo es cierto en nuestra región particular del espacio?

¿Hay galaxias que aún no hemos visto? Si es así, ¿cuántos?

¿Cuánto dura un agujero negro?

Si el radio del universo observable es de 14 gigaparsecs, entonces, con la misma tecnología, ¿por qué no podemos observar la vida en otras partes del universo?

¿Qué revela o implica el efecto placebo sobre la naturaleza y la mecánica de la realidad?

¿Qué es 'nada'? Según una teoría popular, todo (es decir, el universo -espacio, tiempo, energía, materia) provino de 'nada'. ¿Qué podría ser esta nada si el tiempo no existe y el espacio no existe?

¿Cuál es el valor de la cosmología?

¿Cuál es la mejor manera de describir la falta de "tiempo" (tal como lo conocemos) antes de la existencia de este universo?