Si entiendo su pregunta correctamente, está preguntando cuánta masa / materia del universo constituye agujeros negros; en otras palabras, cuánta materia ha caído en estos objetos.
La respuesta a esa pregunta no es mucho. Los agujeros negros de masa estelar transportan de 3 a varias decenas de masas solares, por lo que los agujeros negros de estos tamaños no transportarán mucha masa en absoluto, en términos relativos. Pueden crecer más, pero son objetos pequeños con un rango limitado de influencia gravitacional. Los agujeros negros que llevan la mayor cantidad de masa son los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias.
Masa
En términos de masa, los agujeros negros supermasivos son monstruosidades absolutas. El agujero negro supermasivo llamado S5 0014 + 813 se ha estimado en 40 mil millones de masas solares, acercándose al límite teórico a través del cual los agujeros negros pueden adquirir masa a través del mecanismo de disco de acreción ordinario, que es de 50 mil millones de masas solares. Para obtener más información sobre esto, lea:
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Aunque el hallazgo de 40 mil millones de masas puede ser una sobreestimación, sin duda los agujeros negros supermasivos llevan una cantidad asombrosa de masa.
Talla
Sin embargo, en términos de tamaño, incluso los agujeros negros supermasivos son muy compactos. Por ejemplo, el agujero negro supermasivo en NGC 1277, por ejemplo, es una asombrosa cantidad de 17 mil millones de masas solares, considerablemente menos masivo que S5 0014 + 813, pero aún muy impresionante. Y, sin embargo, este enorme agujero negro es “solo” 11 veces el tamaño de la órbita de Neptuno.
No tan masivo
Aunque los agujeros negros supermasivos son muy impresionantes y, como su nombre lo indica, increíblemente masivos. Y, sin embargo, la mayoría de los agujeros negros supermasivos solo constituyen el 0,1–0,2% de la masa total de sus galaxias anfitrionas.
Sin embargo, el agujero negro supermasivo NGC 1277 no solo es muy masivo; También constituye el 14% de la masa total de su galaxia anfitriona. Leer más aquí:
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El agujero negro supermasivo de SAGE0536AGN es otro caso extremo con un agujero negro supermasivo con un total de “meros” 350 millones de masas solares, pero aunque su galaxia anfitriona constituye 25 mil millones de masas solares, el agujero negro supermasivo sigue siendo 30 veces más grande de lo esperado. Y, sin embargo, esto sigue siendo solo el 1,4% de la masa total de la galaxia. Lea más sobre esto aquí:
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Sin alcance
Dado que los agujeros negros supermasivos pueden adquirir una masa total de 50 mil millones de masas solares a través del mecanismo de disco de acreción convencional, es decir, por influencia gravitacional directa sobre los objetos que se acercan al agujero negro, es de esperar que el agujero negro supermasivo pueda consumir el masa de toda su galaxia, y si bien eso puede ser cierto en principio (como no se cree que haya un límite real de un agujero negro supermasivo puede crecer), el agujero negro supermasivo simplemente no tiene suficiente alcance. El punto mismo del límite de masa solar de 50 mil millones del mecanismo del disco de acreción es que este es el punto en el que ya no habrá gases o estrellas cerca del agujero negro para que pueda consumirse. En este punto, los agujeros negros supermasivos solo pueden crecer a través de fusiones galácticas, donde eventualmente se fusionarán con el agujero negro supermasivo de su galaxia anfitriona compañera. Esto formará una galaxia más grande con un agujero negro supermasivo más grande, pero este agujero negro aún tendrá un alcance muy restringido.
Más allá de ningún alcance
Si bien uno pensaría que las galaxias constituyen toda la materia en el universo y el espacio entre las galaxias es un vacío, la mayor parte de la materia bariónica en el universo no se encuentra en las galaxias;
- El 49% de la materia oscura se encuentra en estructuras colapsadas llamadas halos, mientras que el 23% de la materia bariónica (materia visible) se encuentra en los halos, que incluyen galaxias y el ‘medio circungaláctico’.
- El 45% de la materia oscura y el 46% de los bariones se pueden encontrar en los filamentos, que son los zarcillos de la red cósmica en la que están incrustadas las galaxias.
- El último 6% de la materia oscura se puede encontrar en los huecos, mientras que un sorprendentemente alto 31% de la materia bariónica se puede encontrar en los huecos.
En otras palabras, el 77% de la materia ordinaria en el universo no se encuentra en galaxias, y mucho menos cerca de cualquier agujero negro supermasivo.
Arriba hay una imagen de los filamentos de la red de materia oscura, con galaxias que tienden a formarse en ‘nodos’, donde los filamentos de la red se conectan y la gravedad es más fuerte. Las galaxias constituyen el 23% de la materia en el universo, los filamentos el 46% (69% juntos) con el 31% en huecos. A medida que pasa el tiempo, uno podría esperar que más materia se agrupe en galaxias, pero dadas las enormes distancias hay un límite para esto, ya que la gravedad es una fuerza débil y el espacio se está expandiendo.
Conclusión
En realidad, es solo una pequeña fracción del universo que terminará como agujeros negros. Esto supone, por supuesto, que el universo no terminará en un Big Crunch donde el universo se derrumba y finalmente termina como una singularidad de agujero negro; o el escenario Big Bounce, donde ocurre esencialmente lo mismo, pero hace que surja un nuevo universo (o el mismo con un ‘aliento’ diferente) en un ciclo presumiblemente interminable. En tales escenarios, todo el universo terminaría como una singularidad de agujero negro.
