¿Puede aumentar la densidad de un agujero negro?

En realidad disminuye mucho a medida que crece en masa.

Si definimos el volumen de la BH por su radio de Schwarzschild [matemáticas] Rs = \ frac {2GM} {c ^ 2} [/ matemáticas]

La densidad es [matemática] \ rho = \ frac {M} {V} [/ matemática]

Pero [matemáticas] V \ propto M ^ {3} [/ matemáticas] a través de la relación de Schwarzschild.

Entonces puede ver que la densidad [matemática] \ propto \ frac {M} {M ^ 3} \ propto M ^ {- 2} [/ matemática]

La densidad disminuye con el cuadrado de la masa. Veamos algunos ejemplos:

  • A [matemáticas] 10 M \ odot [/ matemáticas] (10 veces la masa del sol) BH es una masa estelar típica BH. Tendrá una densidad de [matemáticas] \ sim 10 ^ {16} [/ matemáticas] kg / m ^ 3, o 10 millones de millones de veces la densidad del agua.
  • Sagitario A *, la BH supermasiva en el centro de nuestra galaxia estimada en [matemáticas] 3.6 \ veces [/ matemáticas] [matemáticas] 10 ^ {6} M \ odot [/ matemáticas], tiene una densidad de [matemáticas] \ sim 10 ^ {6} [/ math] kg / m ^ 3, o mil veces la densidad del agua.
  • Se estima que la BH supermasiva en el centro de Andrómeda es [matemática] 10 ^ {8} M \ odot [/ matemática] tiene una densidad de [matemática] \ sim 100 [/ matemática] kg / m ^ 3, o 10% La densidad del agua.
  • El BH más masivo observado (que personalmente confío en su determinación de masa) es el que está en el centro de la galaxia NGC1600 con una masa de 17 mil millones de soles. Tendría una densidad de [matemáticas] \ sim 0.01 [/ matemáticas] kg / m ^ 3, o una parte en 100,000 veces la densidad del agua, o 1% de la densidad de la atmósfera terrestre al nivel del mar.

Bastante decepcionante para un monstruo así, ¿no?

La respuesta de Hostssam Aly es excelente. Se necesita el radio de Schwartzschild como una “piel” física para encerrar la masa del BH. Esto da los resultados interesantes que cita. Como no sabemos nada sobre las materias dentro de este radio, y no hay nada para repeler la materia que cae, generalmente se supone que la materia cae en una singularidad de densidad infinita, mientras que el Agujero Negro retiene solo masa, carga y giro. ¡Difícil comparar densidades infinitas!

Finalmente, pero no en este momento. En este momento, el universo está lo suficientemente caliente, todos los agujeros negros estelares están creciendo. La radiación ambiental que absorbe es más de lo que puede emitir. A medida que crece un agujero negro, disminuye su densidad.

Este hecho sobre los agujeros negros es engañoso, ya que medimos el tamaño de un agujero negro como el volumen contenido en el horizonte de eventos. Si medimos el tamaño de los planetas como el volumen contenido dentro del radio de la órbita geoestacionaria, llegaríamos a la misma conclusión para los planetas y las estrellas …

En verdad, la densidad promedio de un agujero negro es un número sin sentido. La singularidad es infinitamente densa, y el volumen a su alrededor está ocupado solo por la energía que cae más rápido que la velocidad de la luz hacia él. Lo que tienes debe estar mucho más cerca de un vacío puro que en cualquier otro lugar del universo.

Finalmente, a medida que el universo se enfría, los agujeros negros emitirán más energía térmica de la que pueden absorber. Entonces la densidad promedio disminuirá lentamente. Pero, de nuevo, lo que realmente tendrá es una singularidad infinitamente densa rodeada por un vacío casi perfecto.

Si te refieres a la singularidad, sí. La singularidad es de densidad casi infinita. Para tener densidad infinita , necesitarías una masa infinita. Entonces, sí, todo lo que absorbe un agujero negro aumenta la densidad del agujero negro