¿Puede morir un agujero negro? ¿Por qué o por qué no?

Un agujero negro sentado en el espacio, que no gana masa y no gira, teóricamente podría permanecer estable “para siempre”. Pero dado que cualquier agujero negro existente continuará acumulando radiación cósmica de fondo de microondas (CMBR), este agujero negro teórico probablemente no exista, al menos hasta que el CMBR sea mucho más débil de lo que es ahora.

Los agujeros negros giratorios emiten ‘radiación de Hawking’, llamada así por Steven Hawking.

Radiación de Hawking

Un resumen breve de alto nivel es que un pequeño agujero negro (uno con la masa de nuestra Luna o más pequeño) emite radiación de Hawking más rápido de lo que acumula CMBR, y desaparecería en unos pocos miles de millones de años.

Los agujeros negros más grandes absorben más masa de la que emiten, y lo harán hasta que el CMBR sea tan débil que emitan más de lo que aumentan. Pero pasarán cientos de miles de millones de años antes de que esos grandes agujeros negros desaparezcan.

Ver también la respuesta de Frank Heile a ¿Puede morir un agujero negro? ¿Por qué o por qué no?

Nada es permanente y perfecto.

Ahora, como dijiste, un agujero negro nace de la muerte de una estrella, pero esta no es la imagen completa, por ejemplo, cuando una estrella muere, su nueva identidad puede ser algo así como una estrella de neutrones o una enana blanca y obviamente podría ser Agujero negro también. Y, por otro lado, la fuente de formación de agujeros negros no es solo estrellas moribundas y también podría ser galaxias y colapsos directos.

¿Puede morir también?

Sí, como dije antes, nada es permanente, y la teoría más aceptada que tenemos para responder a tales preguntas la da Stephen Hawking, la RADIACIÓN DE HAWKING . En resumen, esto dice que en cuestión de … 10 ^ 100 ( 10 elevado a la potencia 100) años, incluso los agujeros negros suppermasivos se evaporarán y dejarán de existir. Un agujero negro del tamaño de nuestro sol tomaría hasta 10 ^ 66 años. La razón detrás de esto es que el agujero negro se ve teóricamente como algo que emite una cantidad muy pequeña de radiaciones. Qué pequeño … Bueno, eso es proporcional a la temperatura del agujero trasero, llamado partículas virtuales. Tan pronto como se forma el agujero negro, comienza a irradiar estas partículas virtuales, primero muy lentamente y luego su ritmo sigue aumentando con el tiempo (a medida que aumenta la temperatura y disminuye el tamaño) hasta que desaparece, para siempre : p

En la publicación original de Hawking de su resultado de 1974 titulado “¿Explosiones de agujeros negros?”, Afirma:

“… Cerca del final de la vida [de un agujero negro], la tasa de emisión sería muy alta y se liberarían alrededor de 10 ^ 30 erg en los últimos 0.1 s. Esta es una explosión bastante pequeña para los estándares astronómicos, pero es equivalente a aproximadamente 1 millón de bombas de hidrógeno de 1 Mton “.

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obviamente…. si

De acuerdo con la teoría de la radiación de Hawking que dice que el agujero negro emite radiación durante mil millones de años y se desvanece por la pérdida de masa y energía en forma de radiación debido a los efectos cuánticos en el horizonte de eventos.

Los agujeros negros son sitios de inmensa atracción gravitacional. la gravitación es tan poderosa que nada, ni siquiera la radiación electromagnética, puede escapar del agujero negro. Todavía se desconoce cómo se puede incorporar la gravedad en la mecánica cuántica. En el agujero negro, los efectos gravitacionales pueden ser lo suficientemente débiles para que los cálculos se realicen de manera confiable en el marco de la teoría cuántica de campos en el espacio-tiempo curvo.

Hawking demostró que los efectos cuánticos permiten que los agujeros negros emitan radiación exacta del cuerpo negro. La radiación electromagnética se produce como si fuera emitida por un cuerpo negro con una temperatura inversamente proporcional a la masa del agujero negro.

Esta radiación no proviene directamente del agujero negro en sí, sino que es el resultado de partículas virtuales que son “impulsadas” por la gravitación del agujero negro para convertirse en partículas reales.

Como el par partícula-antipartícula fue producido por la energía gravitacional del agujero negro, el escape de una de las partículas disminuye la masa del agujero negro.

La definición más básica de un agujero negro es algo con demasiada masa en un espacio demasiado pequeño (tan concentrado que la masa deforma el espacio que usa alrededor y dentro de él hasta el punto de que las leyes normales de la física no se aplican allí en regímenes normales )

Los agujeros negros pierden algo de su masa todo el tiempo [desde el primer momento en que forman un horizonte de eventos, comienzan a emitir algo de radiación]; Este proceso ocurre debido a la mecánica cuántica y se llama “Radiación de Hawking”.

Al principio, la cantidad de energía que “comen” de la radiación de fondo cósmico (los restos del BigBang) es mucho mayor de lo que pueden perder al mismo tiempo [por lo que efectivamente se hacen más grandes y más masivos en cualquier parte del universo, incluso si no hay gas, luz de estrellas o incluso ninguna materia oscura a su alrededor para ser absorbida].

En un futuro muy lejano (mucho después de que TODAS las estrellas naturales [sin excepciones] se vuelvan oscuras y frías), la radiación de fondo cósmica se volverá más débil de lo que es hoy [porque el universo sigue expandiéndose]; así que incluso los agujeros negros supermasivos más grandes comenzarán a perder más materia a través de la Radiación Hawking de la que pueden absorber del “ambiente cósmico” (ya que para entonces no habrá más gas ni ningún otro tipo de radiación natural).

Cuando un agujero negro comienza a perder masa, el tamaño de su horizonte de eventos se reduce. Esto aumenta la proporción de radiación de Hawking (por lo que la pérdida de masa se vuelve más y más rápida).

Cuando la masa del agujero negro se vuelve tan baja que los efectos cuánticos permiten que se creen partículas a partir de la masa en el centro al mismo tiempo, de repente “explota” cuando el tamaño de su horizonte de eventos se vuelve cero [ya que ahora la luz y las partículas se mueven la velocidad de la luz cercana ahora puede escapar de ella]; convirtiéndose nuevamente en la estrella que una vez fue justo antes de difundir todo su material como una supernova.

Sí, incluso un agujero negro tiene una vida finita. Este descubrimiento se produjo cuando Stephen Hawking descubrió que los agujeros negros deberían irradiar energía debido a procesos de mecánica cuántica. Esta radiación se llama radiación de Hawking. A medida que un agujero negro irradia energía, se contrae y cuanto más se contrae, más se irradia (esta es la naturaleza del proceso radiativo) y, por lo tanto, finalmente se evaporará por completo. Sin embargo, la escala de tiempo para esto es extremadamente larga: ¡un agujero negro de la masa del Sol demorará más de mil millones de veces mil millones de veces mil millones de veces mil millones de veces la edad del universo para evaporarse por completo! Por lo tanto, no es un proceso que tenga ningún efecto significativo para los agujeros negros que encontramos en situaciones astrofísicas.

Los agujeros negros tienen temperatura y emiten radiación térmica. Para los agujeros negros grandes, la temperatura es muy baja y, de hecho, para la mayoría de los agujeros negros astrofísicos, en realidad obtendrán energía de la radiación infrarroja CMB a 2.7 Kelvin. Sin embargo, si espera lo suficiente, la temperatura del CMB disminuirá cada vez más cerca de cero, por lo que eventualmente los agujeros negros comenzarán a evaporarse. Entre [matemática] 10 ^ {40} [/ matemática] y [matemática] 10 ^ {100} [/ matemática] años a partir de ahora, todos los agujeros negros se evaporarán de la radiación térmica de Hawking.

Para la historia completa del futuro del universo, ver la respuesta de Frank Heile a ¿Qué veríamos si pudiéramos ver cómo el universo se está muriendo? Me gustaría tener alguna explicación sobre lo que vería si pudiera seguir los eventos del colapso del universo. .

Sí, un agujero negro finalmente muere . Las radiaciones de Hawking prueban que los agujeros negros pierden masa, aunque lentamente, y mueren.

Las tarifas son ridículamente ridículas y minúsculas . Por ejemplo, un agujero negro del tamaño de nuestro Sol duraría hasta ~ 10 ^ 67 años, que, por cierto, es de 57 órdenes de magnitud (por favor, trate de visualizar) mayor que la edad prevista del Universo.

Esta diferencia aumenta a medida que aumentan los tamaños. ¡Por ejemplo, los agujeros negros más grandes, más de 10 ^ 10 veces más pesados ​​que el Sol, pueden durar hasta unos 10 ^ 100 años absurdos!

Espero que esto haya ayudado.

Debido a la radiación de Hawking, el agujero negro pierde continuamente su masa, y eventualmente algún día se evaporará.

Pero seguramente tomará miles de millones de años hacerlo.
El espacio, como se cree, no es un vacío, en realidad está lleno de partículas que aparecen y desaparecen instantáneamente, esto se conoce como vacío cuántico, después de décadas, los científicos de la investigación se han dado cuenta de que el vacío cuántico está lleno de miles de millones de partículas, dicen como partículas virtuales Las partículas virtuales son como partículas fantasmales, aparecen de la nada. y luego desaparecer de inmediato

Esta partícula siempre existe en pares, aparecen en el vacío. viajar por algún tiempo y luego destruirse mutuamente. Esto sucede tan rápido que no se violan las leyes de la física como la conservación de la masa o la energía.

Ahora, como esta partícula puede aparecer en cualquier parte del espacio. Hawking se preguntó qué pasaría si una de las parejas apareciera justo en el horizonte de eventos.

Si eso sucede, una de las partículas caerá en el agujero negro, pero otra escapará al vacío. Ahora esta partícula ya no será virtual, ya que tiene energía y masa. Se ha vuelto real. y está atascado en nuestro universo desequilibrando así la ecuación de conservación

Ahora sabemos que la masa o la energía no se pueden crear ni destruir, y tenemos esta nueva masa recién creada de la nada, por lo que algo debe perderse y eso, algo es la masa del agujero negro

Ahora, cuando la partícula escapa al vacío, tiene una energía positiva. mientras que el que cae en el agujero negro tiene uno negativo (consideración)

Esta energía negativa, a su vez, reducirá la energía del agujero negro, y la energía no es más que masa

El agujero negro pierde algo de masa, cada vez que cae una energía negativa en él, ahora miles de millones de partículas virtuales continuarán apareciendo en el horizonte y muchas caerán en el agujero negro, reduciendo así su masa y liberando partículas como radiación, que es llamado como radiación de Hawking

Mire nuestro video sobre la radiación de Hawking.

Hawking dijo que en las primeras etapas del universo, cuando la densidad era muy alta, las fluctuaciones pueden haber formado una serie de agujeros negros “mini” con masas mucho menores que la masa solar. Tales agujeros negros “mini” tienen temperaturas mucho más altas. Hawking estimó que la vida útil de un agujero negro es de ~ 10 ^ 71 (m / mes) ^ 3s. Como la temperatura es inversamente proporcional a la masa, seguirá aumentando a medida que la masa disminuya por evaporación. Cerca del final de su vida útil, la tasa de emisión sería muy alta y se liberarían alrededor de 10 ^ 30 ergios de energía en los últimos 0.1s. Suponiendo que la edad del universo sea de alrededor de 15 mil millones de años, los agujeros negros de masa 5 × 10 ^ 15 g estarían en sus etapas finales de evaporación ahora. A veces se les conoce como agujeros negros explosivos o evaporación de un agujero negro. Por lo tanto, un agujero negro morirá dado el tiempo suficiente.

Aquí, Stephen Hawkins está equivocado de nuevo. Inicialmente se equivocó al calcular Entropía en el evento Horizon y olvidando el resto del Black Hole.

Aquí las estimaciones de Stephen Hawking de Black Hole Lifetime se basan únicamente en la radiación de Hawking. Simplemente sucede que deduje una Ley de Gravitación que depende tanto de la época como de la velocidad.

La dependencia de la época es el clavo en el ataúd del Agujero Negro.

Note que la dependencia de la época de la Gravitación viene a través de [matemática] R_0 [/ matemática] en el denominador de la “constante” gravitacional G.

En 13.58 mil millones de años, la gravitación se reducirá en un 50%. Entonces, en 13.580 trillones de años, la gravedad será 0.001 de la gravedad actual. Entonces, tomará mucho menos tiempo para que un Agujero Negro se evapore … de hecho, nunca se evaporará a través de la Radiación de Hawking. En cambio, sus capas más externas se convertirán en Neutronium (capas de densidad de estrellas de neutrones) y eso se evaporará en neutrones libres, que luego se descompondrán en protones, electrones, antineutrinos y energía.

Entonces, los agujeros negros y el universo durarán mucho menos de lo que predice la cosmología actual. Por supuesto, cuando los agujeros negros mueran, el universo también estará muerto y listo para otro ciclo.

Sí, morirán algún día, pero será muy lento.

Inicialmente no se sabía mucho, pero luego Sir Stephen Hawking descubrió que los agujeros negros evaporan una pequeña fracción de sus masas a través de la radiación superficial.

Este fenómeno se llama radiación de Hawking. Es inversamente proporcional a la masa del agujero negro.

Pero puede llevar quintillones de años o más para que los agujeros negros mueran. ¡Se estima que el agujero negro con la masa de nuestro sol tardaría unos 10 ^ 67 años en desaparecer!

Los agujeros negros no viven … así que no pueden morir exactamente.

Se teoriza que los agujeros negros se ‘evaporan’ a través de un proceso conocido como radiación de Hawking: Sin embargo, el proceso de evaporación nunca se ha observado como, por ejemplo, un agujero negro de una masa solar (miles de millones de veces más pequeño que los más grandes conocidos) tomaría orden de 10 ^ 68 años para evaporarse, mucho más tiempo que la edad conocida del universo. Así que imagine cuánto tiempo tardaría en evaporarse el agujero negro en el centro de nuestra galaxia, a una masa de ~ 4 – 5 millones de masas solares .

Una cosa a señalar es que nada se supone que sea capaz de escapar de un agujero negro. El proceso de radiación Hawking tendría que ocurrir en el exterior del “horizonte de eventos” del agujero negro, y así es como los agujeros negros perderían su masa, aunque a una velocidad increíblemente lenta.

Espero que esto ayude.

Con una explosión, o con un gemido.

La explosión sería en términos de evaporación debido a la radiación de Hawking. Si el agujero negro es lo suficientemente pequeño, esto podría suceder en un período de tiempo relativamente corto, y el espectro de energía de la radiación cambiaría a frecuencias más altas, hasta que el último bit de masa se convierta en radiación en un “estallido”.

O bien, los agujeros negros más grandes se unirán en agujeros negros cada vez más grandes, y eventualmente se descompondrán junto con el resto del universo, en aproximadamente 10 ^ 100 años. Un gemido largo y prolongado.

Puede haber otras alternativas, aunque …

No tengo un conocimiento profundo en este asunto, pero haré todo lo posible para dar una respuesta satisfactoria. Como la mayoría de nosotros sabemos, los agujeros negros fueron inicialmente estrellas. Más exactamente, eran estrellas muy grandes. La muerte final de tal estrella conduce a la creación de un agujero negro. Las estrellas mueren porque eventualmente queman todo su hidrógeno y ya no tienen nada para quemar las reacciones de fusión en una parada de estrellas. Pero esto no lo mata. La fusión de hidrógeno crea helio y, después del hidrógeno, la estrella comienza a quemar este helio. Es este preciso momento cuando se convierte en una estrella roja. Como una gran estrella tiene una masa increíble, también tiene un enorme campo gravitacional. Y cuando las reacciones de fusión que causan la combustión en la estrella se detienen, comienzan a colapsarse sobre sí mismas debido a su propio campo gravitacional. Después de esto, la estrella explota en una gigantesca exhibición de luz y energía que se llama supernova. El material de la superficie de la estrella se dispara y solo queda el núcleo. Pero lo más interesante es que no hay recesión en su campo gravitacional. Debido a esto, el núcleo comienza a colapsarse sobre sí mismo y se convierte en un agujero negro. Hay agujeros negros que han existido durante miles de años. No hay vida útil de un agujero negro porque es básicamente masa y gravedad. Pero recientemente los estudios han encontrado que los agujeros negros también emiten masa de manera evaporativa. Esto podría sugerir que eventualmente un agujero negro se quedará sin masa. Pero esto es muy poco probable porque un agujero negro absorbe todo, incluida la luz. Las partículas de luz llamadas fotones también tienen masa aunque muy minúscula. Pero esto puede ser capaz de llenar la lenta evaporación de la masa del agujero negro. Entonces podemos suponer que lo último que podría existir en este universo después de que todo haya desaparecido son agujeros negros.

Eso depende. Los agujeros negros pueden “perder peso” por la radiación de Hawking.

Pero este proceso tiene un efecto muy pequeño. Solo pequeños agujeros negros desaparecerían de ese efecto, como los que podríamos crear en el LHC (Ver CERN Media and Press Relations). Un agujero negro que surgió de una estrella que se colapsó nunca desaparecería de esa radiación, porque ganaría más masa de partículas de polvo y gas que cayeran sobre él, de lo que podría perderse por la radiación de Hawking.

Descargo de responsabilidad: si usted es realmente paciente y está dispuesto a esperar una cantidad de tiempo infinita, entonces la radiación de Hawking podría hacer el truco para dejar que un gran agujero negro desaparezca. Pero nadie estará allí para verlo.

En 1974, Stephen Hawking predijo que hay un tipo de radiación liberada cerca del horizonte de eventos de los agujeros negros, debido a cierta mecánica cuántica. Durante millones de años, esta radiación provocaría que el agujero negro se “evapore” a la nada. Echa un vistazo a “Radiación de Hawking” en Wikipedia.

No, los agujeros negros nunca mueren, sino que gradualmente se hacen más y más grandes ilimitadamente. La interpretación de los físicos de renombre sobre los agujeros negros es absolutamente ilógica, insensible y poco científica. Se cree que los agujeros negros son los núcleos remanentes de las estrellas masivas por algunos físicos reconocidos y poderosos que se interpretan como colapso debido a su propia gravedad después de perder una gran fracción de masa en la explosión de supernova. ¡No es graciosa esta interpretación de los físicos sobre las estrellas masivas! Las estrellas masivas también alcanzan un radio mínimo y la mayor densidad y gravedad en la etapa en la que todo su combustible de fusión se agota, incluso entonces no solo dejan de colapsar, sino que también crecen de nuevo cada vez más grandes hasta que las estrellas masivas alcanzan un radio máximo para volverse rojas gigantes que resultan en densidad y gravedad mínimas de las estrellas masivas según la fórmula g = GM / R ^ 2, cuando las estrellas pierden una gran fracción de su masa en supernova dejando atrás los núcleos remanentes correspondientes que tienen mucha menos gravedad que la menor gravedad de las estrellas Entonces, ¿cómo pueden los núcleos remanentes de las estrellas masivas comenzar a colapsar con esta gravedad mucho menor que la de las estrellas?
De hecho, un agujero negro es la gran versión de los agujeros de gusano, y ambos son depósitos de antimateria que también son mal interpretados por los físicos. De acuerdo con la naturaleza, la antimateria debe ser un tipo de cosa que aniquile el espacio vacío en lugar de ocuparlo, pero qué tipo de cosas son interpretadas como antimateria, por los físicos, ocupan el espacio como yo con el que somos familias. Para saber más, lea todas mis respuestas en quora.

Se evapora Un agujero negro estelar se evaporará en aproximadamente 1 × 10 ^ 66 años. Un agujero negro súper masivo, como en el centro de nuestra galaxia, tomará aproximadamente 1 × 10 ^ 100 años. Esto es después de que la temperatura de fondo del espacio caiga por debajo de su temperatura. Durante este tiempo emiten radiación de Hawking a una temperatura directamente relacionada con su masa. Cuanto más pequeño es el agujero negro, más caliente es la radiación.

Hasta donde sabemos, no lo hacen. O mejor dicho, los formados por restos estelares no lo hacen.

Hay una hipótesis publicada por Stephen Hawking que postula un proceso por el cual pierden energía y, por lo tanto, masa, a un ritmo extremadamente lento a través de la emisión de radiación de Hawking desde fuera de sus horizontes de eventos. Pero esa hipótesis se basa en una base científica muy inestable, y no hay razón para suponer que realmente existe en la naturaleza.