¿Cuánto tiempo tardaría en evaporarse un agujero negro de masa terrestre debido a la radiación de Hawking?

Tanto tiempo que el universo probablemente terminará antes de que suceda.

En esta página, Hawking Radiation Calculator, alguien ha construido una calculadora interactiva para ver cómo cambian las propiedades de un agujero negro cuando se cambia una de las otras propiedades.

La masa de la Tierra es de 6 x 10 ^ 24 kg. Lo conecté a la selección superior (para masa) y las otras propiedades se actualizaron.

La vida útil cambió a 1.815951e + 58 segundos. Este es un número muy grande. Para la perspectiva, la edad del universo hasta ahora es 4e + 17 segundos.

Para obtener la vida útil como un múltiplo de “edades del universo”, podemos cambiar las partes 1.81x y 4x a solo 1x, para facilitar las matemáticas. Esto no hace mucha diferencia debido a los enormes poderes posteriores. Entonces, obtenemos

1 x 10 ^ 58/1 x 10 ^ 17

Con esta ecuación, podemos restar una potencia de la otra, para obtener

1 x 10 ^ 41.

Eso no significa que se necesitarán 41 “edades del universo” para evaporarse: tomará 10 ^ 41 edades del universo. En otras palabras, llevará toda la era del universo hasta ahora, multiplicada por 100,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000.

No sabemos, en este momento, si el universo todavía estará aquí entonces. Si la comprensión actual de la expansión cósmica impulsada por la energía oscura es correcta, el universo continuará expandiéndose más y más rápidamente hasta que incluso los átomos se desgarren. Se ha planteado la hipótesis de que tal vez sea tan poco como 20 mil millones de años en el futuro, que es una pequeña fracción del tiempo anterior. (¡solo 1.3 edades del universo!). Si esta teoría es correcta o no, pondría dinero * en algún otro proceso físico que destruya el agujero negro antes de que tenga tiempo de evaporarse por completo.

* Literalmente no apostaría dinero porque no estaré aquí para ver si gano o no.

Pregunta interesante: un agujero negro que la masa de la Tierra no se evaporaría en primera instancia porque se alimentaría más de la radiación de fondo cósmico de lo que perdería a través de la radiación de Hawking (y mucho menos si absorbe otras cosas que pasan, como el gas).

Sin embargo, cuando el Universo se hubiera enfriado lo suficiente (técnicamente por debajo de la temperatura de Hawking del Agujero Negro) comenzaría a encogerse realmente. Un cálculo simple da una duración de aproximadamente 2 veces 10 a la potencia de 50 años (ver, por ejemplo, la Calculadora de radiación de Hawking para el contexto), es decir, mucho más que la edad actual del universo.

La escala de tiempo (en años) para la evaporación total de un agujero negro es *:

[matemáticas] t \ aprox. 2 \ por 10 ^ {67} (\ frac {M} {M_s}) ^ 3 [/ matemáticas]

La masa de la Tierra es [matemática] M \ aproximadamente 10 ^ {24} [/ matemática] kg y la del Sol es [matemática] M_s \ aproximadamente 10 ^ {30} [/ matemática] kg. Entonces el tiempo de evaporación es:

[matemáticas] t \ aprox. 2 \ por 10 ^ {67} 10 ^ {- 18} = 2 \ por 10 ^ {49} [/ matemáticas] años.

¡La edad del universo es aproximadamente [matemática] 10 ^ {10} [/ matemática] años! Por supuesto, esto solo es cierto cuando el agujero negro irradia sin absorción.

* Cálculos detallados aquí.

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