Si un agujero negro pudiera controlarse y aprovechar su energía, ¿cuánta energía obtendríamos?

La energía total de un agujero negro en términos de su masa irreducible está dada por la masa de Christodoulou-Ruffini:

[matemáticas] E ^ 2 = \ left (M_ {irr} c ^ 2 + \ dfrac {Q ^ 2} {2 \ rho ^ +} \ right) ^ 2 + \ dfrac {J ^ 2 c ^ 2} {\ rho ^ +} \ tag * {} [/ math]

La masa irreducible es la masa después de la extracción de energía máxima de los procesos de Blandford-Znajek y Penrose. Creo que esto acaba siendo [matemáticas] M_ {irr} = \ frac {1} {2} \ sqrt {r ^ 2_ + + a ^ 2} [/ matemáticas]. Esto hace que la cantidad total de energía extraíble [matemática] E = (M-M_ {irr}) c ^ 2 [/ matemática]. En este punto tenemos un agujero negro muerto. Si incluimos el proceso de Hawking, la energía restante es [matemática] E = M_ {irr} c ^ 2 [/ matemática].

Editar: comentario adicional
La masa irreducible es una derivación termodinámica de la energía máxima que se puede extraer mediante un proceso reversible. Los términos en la expresión son el estándar en las coordenadas BL donde [matemática] Q [/ matemática] es la carga eléctrica, [matemática] a [/ matemática] es el parámetro Kerr [matemática] J / M [/ matemática], y [matemáticas] \ rho ^ 2 = r _ + ^ 2 + a ^ 2 [/ matemáticas]. Con esto, la expresión para la misa Christodoulou-Ruffini podría expresarse como:

[matemáticas] M ^ 2 = \ left (M_ {irr} + \ dfrac {Q ^ 2} {4M_ {irr}} \ right) ^ 2 + \ dfrac {J ^ 2} {4M_ {irr} ^ 2} \ etiqueta * {} [/ math]

La masa irreducible sería la energía máxima que podría extraerse del agujero negro de Kerr-Newman. En un comentario publicado a la pregunta se menciona el proceso de Hawking y supongo que esto pretende transmitir la captura de la radiación de Hawking. Cabe señalar que hacerlo no tiene sentido ya que la temperatura CMB de fondo excede la temperatura de Hawking, sin embargo, la aritmética que calcula la energía todavía se puede realizar.

Mucho. Además de la conversión de antimateria, se teoriza que los agujeros negros convierten la materia en energía de la manera más eficiente. Este fue un punto importante de la trama en el libro de David Brin, La Tierra . (No es un spoiler, eso está en las primeras páginas, las cosas interesantes suceden después). Si pudiera crear un micro agujero negro, suspenderlo y alimentarlo con un flujo constante de materia, podría crear una fuente de energía de alto grado para uso humano. Mira este excelente video de En pocas palabras sobre tener un agujero negro en el bolsillo del tamaño de una moneda pequeña:

Permítanme simplificar demasiado la respuesta de Harry McLaughlin:

E = mc ^ 2

La energía de un agujero negro cuando sumas todos los procesos por los cuales libera energía y pierde masa es igual a su masa total multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado.

Ahora hay varios medios por los cuales puede extraer esta energía, o más exactamente, cómo se libera esta energía. Pero cuando lo sumas todo es el resultado.

La respuesta de Simen Reynolds Lippe es bastante correcta, pero también puede ser un poco más inventivo y arrojar toda su basura en un agujero negro para obtener energía del disco de acreción como radiación EM. ET probablemente hace esto, porque es ecológicamente más sólido que usar carbón.

No estoy completamente seguro de lo que quieres decir con esta pregunta, pero e = mc ^ 2 casi.

Durante la mayor parte de la vida útil de un agujero negro, la energía escapará increíblemente lentamente, pero a medida que se pierde más y más material, el proceso se acelera hasta que brilla mucho más que cualquier cosa que conocemos, convirtiendo la materia en energía a una velocidad asombrosa. Sin embargo, esto no sucede hasta que el agujero tenga menos masa que la luna, por lo que es bastante pequeño en este punto.