¿Podría el viento mover un agujero negro?

Un agujero negro que es lo suficientemente pequeño como para ser inofensivo … bueno, realmente no hay agujeros negros que sean lo suficientemente pequeños como para ser inofensivos. Un agujero negro que sea lo suficientemente grande como para que su radiación Hawking ya no sea peligrosa pesaría cientos de miles de millones de toneladas métricas. Todavía sería de tamaño subatómico y sería una fuente de radiación puntual, pero esa radiación ahora solo tendría unos pocos kilovatios (principalmente en forma de rayos gamma), por lo que con un blindaje decente, probablemente estaría a salvo en su vecindad . Eso sí, su gravedad a 100 metros sería casi tan fuerte como la de la Tierra, por lo que no querrás acercarte demasiado. Y a 10 metros, sus fuerzas de marea comenzarían a ser lo suficientemente fuertes como para destrozarte, por lo que incluso orbitar sería una muy mala idea.

No es que tengas que preocuparte. Este agujero negro comenzaría a caer inmediatamente, y el simple hecho de que haya algo de Tierra sólida debajo no lo detendrá. Recuerde, es de tamaño subatómico. En lo que respecta a este agujero negro, la Tierra “sólida” es en su mayoría un espacio vacío. Y debido a que es un agujero negro, solo interactúa gravitacionalmente. No hay fuerzas electrostáticas, ni fuerzas subatómicas, incluso que puedan hacer que interactúe con ninguno de los átomos de la Tierra sólida. Simplemente volaría a través de ellos. En resumen, entraría en una órbita caótica alrededor del centro de masa de la Tierra, causando estragos con su extrema gravedad mientras vuela a través de las cosas. Eventualmente perderá mucha energía cinética en el proceso, a través de su interacción gravitacional con las cosas a través de las cuales vuela, por lo que, en última instancia, tal vez miles o millones de años después, se asentaría en algún lugar cerca del centro de la Tierra. Y allí se sentaría, durante mucho, mucho tiempo, porque a pesar de su tremenda gravedad, es demasiado pequeño para “comer” eficientemente; puede crecer, pero muy lentamente, de hecho, su radiación Hawking (consistente con una temperatura de varios cientos de millones de grados) podría exceder la tasa de caída, en cuyo caso, de hecho, continuaría reduciéndose (pero no se preocupe, su vida útil, incluso en el vacío, se mide en quintillones de años).

Entonces, ¿qué te dice esto sobre el viento? Así como este agujero negro interactúa con la materia en el interior de la Tierra, interactuaría con la atmósfera mientras esté allí. Pero no hay concurso. La atmósfera cerca de la superficie de la Tierra pesa aproximadamente un kilogramo por metro cúbico. Además del hecho de que la interacción gravitacional es muy débil, también necesitaría enormes cantidades de aire para proporcionar una masa comparable a la de este agujero negro. Del orden de un millón de kilómetros cúbicos de aire. Ahora, cómo puedes hacer que un millón de kilómetros cúbicos de aire interactúen efectivamente con un agujero negro de tamaño subatómico, con la gravedad como el único medio de interacción … no puedes. Entonces no, el viento no tendrá ningún efecto perceptible en nuestro agujero negro.

¿Por qué no usar un agujero negro más pequeño, preguntas? Porque su temperatura y potencia radiada serían mucho mayores. Un agujero negro de un millón de toneladas puede existir durante unos pocos miles de años, pero ya estaría emitiendo radiación a una velocidad de varios cientos de teravatios … que sería tan brillante como el Sol desde una distancia de aproximadamente 140 kilómetros, excepto que en su lugar de luz, estaría emitiendo rayos gamma duros. Y a medida que el agujero negro se hace más pequeño, las cosas empeoran aún más … A un agujero negro de 1000 toneladas solo le quedan unos 80 segundos, y ya es casi tan brillante como el Sol incluso para un observador que está a medio camino entre la Tierra y la Luna.

Por último, pero no menos importante, debo mencionar que tales pequeños agujeros negros, aunque es una posibilidad teórica, no se cree que existan en la Naturaleza. Por el contrario, el agujero negro más pequeño que se puede crear a través del colapso estelar es aproximadamente tres veces la masa del Sol. Claro, todavía es de tamaño pequeño, relativamente hablando (solo unos 10 km de diámetro) pero pesa tanto como un millón de Tierras … por lo que la Tierra, junto con toda su atmósfera, vientos y todo, personas, aviones, montañas y océanos sería absorbido en unos pocos milisegundos. Snap, todo se fue.

Un experimento mental. Supongamos que tiene un dispositivo que podría proteger los efectos de los efectos gravitacionales de los agujeros negros. Esta es la única forma de hacer lo que pides sin tener un gran boom de bada. De alguna manera, el ahora sin peso, el agujero negro también es estacionario a la superficie de la tierra. Esto requiere un dispositivo mágico completamente diferente, pero vamos a agregarlo a la mezcla.

Ok, todo listo. El agujero negro todavía tiene masa. Mucha masa. Todavía tiene inercia con la excepción del dispositivo mágico # 2 que hace que permanezca por encima del punto en la superficie de la tierra.

El empuje del viento, incluso el viento con fuerza de huracán, es como soplar contra una montaña y esperar que se mueva.

Peor aún, es como volar contra una montaña tiene el volumen de una cabeza de alfiler.

Peor aún, esa analogía debe ampliarse un millón de veces.

Entonces, la respuesta corta es no, el viento tendrá tan poco efecto que nadie podría medirlo.

Para entender lo que creo que estás entendiendo, necesitas aprender la diferencia entre masa y peso. Necesitas entender la relación entre masa e inercia. Necesita comprender el concepto de área de tiempos de fuerza. Las velas de barcos son un excelente lugar para comenzar.

La materia que cae en un agujero negro le da impulso al agujero negro (y se conserva el impulso). Calcule la velocidad promedio (ponderada por la masa). Este efecto no es cero, pero en el caso de que describa el efecto debe ser leve. Además, el agujero negro estaría en caída libre ya que esto estaba sucediendo porque responde a la gravedad como cualquier otra cosa. Si fuera solo la misma masa que la Tierra, ya que se comió la Tierra (lo siento) si no expulsara nada de ella antes de comerla, se convertiría en un agujero negro del doble de la masa que se mueve a la mitad de la velocidad relativa la Tierra, a causa de toda la roca que cae en ella.

Supongamos, en cambio, que tienes un agujero negro orbitando una estrella compañera. Si fuera a consumir toda la estrella muy ordenadamente, sin expulsarla, terminaría en lo que solía ser el centro de masa de ambas estrellas. El momento angular de las dos estrellas que orbitan entre sí se agregaría al momento angular del agujero negro, etc.

Ver también ¿Hay alguna forma de mover un agujero negro? .

Una de las ecuaciones más famosas en física es F = MA. Dado que la masa de un agujero negro es astronómica y la fuerza del viento es extremadamente semanal, el movimiento (aceleración) sería infinitesimal

La famosa pregunta de fantasía que exige una respuesta científica. Un agujero negro absorbe cualquier materia que se cruce en su camino. El agujero negro más pequeño conocido por la ciencia es 3.8 veces la masa del sol. Eso no quiere decir que no existan agujeros negros más pequeños, en teoría pueden ser muy pequeños, así que no estoy seguro de qué tamaño imaginas este agujero negro.

Pero tan pronto como esté presente en la superficie de la tierra comenzará a comerse todo a su alrededor, el viento no es una excepción. No hay “supongamos que está en la superficie de la tierra sin destruirla”. También podría hablar de un trozo de cartón negro en ese caso.

Un agujero negro del tamaño de un maní pesaría tanto como la Tierra. ¿Puedes mover la Tierra con una ráfaga de viento?

Nota: La mayoría de los agujeros negros son mucho más grandes que un maní.