La fuente de la destrucción basada en la gravedad

Enormes cantidades de masa requerida

Realmente no voy a abordar su primera pregunta de cómo podría existir un agujero negro supermasivo. Dentro de nuestra comprensión actual de la física gravitacional, los agujeros negros se forman acumulando suficiente masa-energía en un solo lugar, y no parece que los humanos de tu historia estén reuniendo todas las estrellas. Voy a suponer por el bien de su historia que un agujero negro se forma de una manera exótica que viola masivamente la conservación de la masa-energía, como al recolectar de alguna manera la energía del punto cero del universo o manipular la constante cosmológica ( una especie de densidad de energía del espacio vacío), o algo aún más loco.

Los agujeros negros no son aspiradoras

El otro problema es que los agujeros negros son sorprendentemente no destructivos. Un agujero negro, una vez formado, en realidad no absorbe las cosas hasta su perdición. Consideremos un agujero negro de 1000 soles relativamente dócil.

En el régimen newtoniano (lejos del horizonte de sucesos), los agujeros negros se comportan como cualquier otra masa, y los objetos orbitarán a su alrededor como si fueran cualquier otra masa. El Sol es pesado, pero por ejemplo, las rocas de fuera del sistema solar tienden a caer hacia adentro, giran alrededor del Sol y luego regresan al espacio profundo. Los objetos tienen una cierta cantidad de energía potencial en relación con la masa central que orbitan y, salvo eventos extraordinarios como colisiones, esta energía se conserva. A menos que un objeto apunte directamente a la masa central, es decir, que tenga un momento angular casi nulo, no será absorbido. de momento angular y energía, estas cosas (estrellas, planetas, cometas, etc.) terminarían como una honda lejos del agujero negro, en órbita, o relativamente imperturbables más lejos. Un agujero negro de 1000 masas solares desordenaría las órbitas de las estrellas alrededor de la galaxia, pero cada sistema solar permanecería intacto y la vida continuaría. Si te estás preguntando cuántas estrellas serían absorbidas, estimaría que ninguna. El espacio es muy grande e incluso los agujeros negros de 1000 soles son pequeños, y es muy fácil para una estrella que cae perder el agujero negro y regresar al espacio profundo muy lejos. Además, los objetos tardarían unos 10 millones de años en caer desde una distancia de 20 años luz, por lo que este no sería exactamente un problema urgente. Me pregunto cuántas estrellas serían absorbidas, estimaría que ninguna. El espacio es muy grande e incluso los agujeros negros de 1000 soles son pequeños, y es muy fácil para una estrella que cae perder el agujero negro y regresar al espacio profundo muy lejos. Además, los objetos tardarían unos 10 millones de años en caer desde una distancia de 20 años luz, por lo que este no sería exactamente un problema urgente. Me pregunto cuántas estrellas serían absorbidas, estimaría que ninguna. El espacio es muy grande e incluso los agujeros negros de 1000 soles son pequeños, y es muy fácil para una estrella que cae perder el agujero negro y regresar al espacio profundo muy lejos. Además, los objetos tardarían unos 10 millones de años en caer desde una distancia de 20 años luz, por lo que este no sería exactamente un problema urgente.

La masa de 1000 soles no es arbitraria, ya que se trata de la masa mínima para realmente comenzar a afectar a las 1000 estrellas más cercanas, e incluso entonces de forma bastante lánguida. Según una estimación aproximada, un agujero negro de 1000 masas solares es suficiente para dominar gravitacionalmente un radio de aproximadamente 45 ly, de modo que los objetos dentro de ese radio de 45 ly orbitarían el agujero negro, no el centro de la galaxia (como la Luna orbita la Tierra). , en lugar de seguir su propia órbita independiente alrededor del Sol). Esto es de un cálculo rápido de la esfera de Hill y la masa gravitatoria de la Vía Láctea. Un radio de 45 años luz abarca aproximadamente las 1000 estrellas más cercanas , lo que debería ser un indicador del número de planetas, dentro de un factor de 10 más o menos.

Ya hay suficiente de esa digresión. Si quieres destrucción, saldremos del régimen newtoniano. Hagamos que el horizonte de eventos sea realmente grande, para que todas las estrellas estén cerca de él. El radio de Schwarzschild es$r_S=\frac{2GM}{c^2}$. Para tener un horizonte de eventos de 4.22ly de radio, que alcance el planeta habitable más cercano, necesitamos un agujero negro de 4 veces la masa de la Vía Láctea en su conjunto, en$2.688*10^{43}$kg. Esto se tragará instantáneamente a Próxima Centauri, y el resto de las 1000 estrellas más cercanas deberían caer dentro de unos 230 años .

Alternativas a los agujeros negros

Si yo fuera tú, tomaría un camino alternativo, ya que la física ya se está haciendo nudos. ¿Qué hay de la dinámica newtoniana modificada? . Las teorías MOND y otras alternativas a la relatividad general se propusieron recientemente como alternativas a la materia oscura y la energía oscura. No tienes que entender estas matemáticas particularmente bien, especialmente porque es un campo bastante abstruso de investigación activa.

Mi sugerencia por el bien de su historia es que explique que la tecnología de engaño FTL de sus humanos explota una desviación localizada de la relatividad general que abarca nuestros 500-2000 sistemas estelares. Desafortunadamente, el truco FTL solo hace que estos términos adicionales en la ecuación sean cada vez más grandes, de modo que después de muchos usos, este bolsillo comienza a colapsar sobre sí mismo. Donde hoy la constante cosmológica es positiva, impulsando la expansión, se altera localmente a valores cada vez más negativos, provocando la contracción.

Otra posibilidad es que donde la gravedad newtoniana es puramente$1/r^2=r^{-2}$, el uso de la unidad FTL comienza a agregar un$1/r=r^{-1}$o constante$r^0$término: si es atractivo, entonces los planetas y las lunas comienzan a acercarse; si es repulsivo, todo comienza a alejarse.

Si tiene más preguntas, he hecho más matemáticas que no me molesté en escribir y me complacería compartir.

Si te gustaría jugar con la gravedad, prueba este juguete . Como advertencia, no está a escala, pero puede intentar generar un anillo de polvo en una órbita circular alrededor de una estrella y luego agregar una segunda estrella para ver cómo se elimina la mayor parte del sistema.

Es posible que pueda lograr su gran efecto tipo crunch con solo un movimiento de la mano, y uno que hizo al comienzo de su historia. ¿Qué es más común que científicos llenos de arrogancia que traen desastres con su creación?

"Hacer trampa" FTL implica para mí un plegamiento del espacio, como lo hace el disco de Alcubierre. Las personas no viajan FTL pero juntan el espacio para que la distancia sea más corta. Debe tener algún tipo de mecanismo en mente sobre cómo su gente ha logrado esto.

Ahora use ese mecanismo de trampa FTL para producir el Big Crunch que desea. El espacio se pliega en un área determinada y lleva consigo el contenido del espacio (¡planetas!). Puede hacer que esto ocurra como una especie de accidente con su tecnología de trampa FTL.

Una cosa buena de esto es el arco de la historia.

La gravedad afecta todas las cosas por igual, y cuanto más lejos esté del centro de atracción, más suave y uniformemente distribuida será la atracción. Entonces, un agujero negro supermasivo moverá todo el sistema estelar, donde está pidiendo mover planetas individualmente.

Es posible que puedas salirte con la tuya con un pequeño agujero negro. Ten paciencia porque esto es extraño: una vez que la materia pasa una densidad crítica (aproximadamente la masa de cien mil súper portadores comprimidos en el volumen de una gota de lluvia) tiene una gravedad lo suficientemente curva como para llamarse un agujero negro. Como la gente estaba preocupada por la posibilidad de que el CERN creara pequeños agujeros negros, nada descarta la existencia de material súper denso, pero no muy masivo, en el universo.

Una lluvia de meteoritos de este material causaría un efecto localizado, empujando a un planeta por el que pasa cerca sin afectar a la estrella.

No necesitas un supermasivo, un supermasivo es más que suficiente para desestabilizar una galaxia entera (la Vía Láctea en realidad se dirige a una colisión de este tipo en los próximos miles de millones de años, pero es similar a estar en la carretera y chocar con un automóvil que se fusiona ; no una colisión frontal). Y si se mueve a velocidades cercanas a la luminal y en un curso de colisión directa, lo que golpea no se notará mucho antes de que sea demasiado tarde, ya que todo lo que vemos en el cielo nocturno está desactualizado por miles y miles de años.

Diablos, ni siquiera necesitaría ser supermasivo, solo casi supermasivo ya que 500 mundos es en realidad un segmento muy pequeño de una galaxia.

Entonces, en realidad, solo un agujero negro más grande que el promedio que se mueve a velocidades cercanas a la luminal y que no se origina en nuestro universo en un curso de colisión directa es mucho más que suficiente para hacerlo. Simplemente extraiga todo el cúmulo de estrellas en la estela del agujero negro del borde protector de la galaxia y llévelo a las regiones superiores del disco más expuestas a la radiación.

Un "enjambre" de pequeños agujeros negros puede hacer el truco. Tenga en cuenta que es muy poco probable que dicho enjambre exista de forma natural, ya que colapsaría, por lo que debería ser una creación de alguna civilización avanzada. Tal enjambre sería devastador localmente (al balancearse a través de un planeta o estrella), se movería a la velocidad que desee y no tendría un efecto especial desde lejos, solo el impacto gravitatorio habitual de su masa.

El tamaño exacto de estos pequeños agujeros negros se puede afinar en función de los efectos que se quieran conseguir. El tamaño del enjambre también es bastante abierto. Sin embargo, la estabilidad a lo largo del tiempo de tal enjambre puede necesitar un poco de atención. Y bueno, respecto a dónde viene...

... ¡digamos que es un campo minado de una civilización Kardashev tipo III!

Hay este genial documental de National Geographic disponible en youtube que explora la idea de que nuestro sistema solar es visitado por una estrella de neutrones (desde 1h24m en adelante) que tiene una velocidad muy alta. La devastación descrita proviene de la radiación emitida por la estrella de neutrones, así como de los efectos secundarios del campo gravitatorio (por ejemplo, los meteoros cambian su curso y golpean la tierra). Por lo tanto, supongo que no es necesario aplastar literalmente esos 500 planetas colonizados para hacer ellos inhabitables.

¿Podría existir un “agujero negro supermasivo”? En pocas palabras, actualmente no hay nada en la literatura científica que diga que un agujero negro realmente grande no podría existir. Sin embargo, es muy poco probable que un agujero negro de ese tamaño pase desapercibido. Los agujeros negros que se mueven a través de cualquier parte densa del espacio (galaxias, nubes de gas) se vuelven activos (quásares) y muy visibles (generalmente en longitudes de onda no visibles, pero sus humanos están lo suficientemente avanzados como para tener telescopios que existen actualmente en nuestra sociedad. Si quieres resolver los cálculos que involucran un agujero negro de este tipo, puedes pensar en él como un planeta realmente grande.

Uno de sus problemas para hacer esto plausible podría ser la dilatación del tiempo. El tiempo se ralentiza en los campos de gradiente de gravedad, ya que los objetos bajo aceleración se mueven en relación con los objetos más alejados de los efectos de la gravedad. Los planetas que están siendo atraídos (por cualquier fuerza gravitatoria grande) tardarán mucho en avisar a cualquier otra persona, dependiendo de qué tan cerca estén.

Materia Oscura ¿Qué tal hacer que el problema sea un espacio en sí mismo? En lugar de preocuparte por la gravedad y el tiempo, preocúpate por algún tipo de expansión asimétrica del universo local. Ciertamente, esto sería impredecible, visible solo a mayor escala (las personas no salen volando de sus casas pero los planetas pueden moverse), invisible para cualquier prueba científica actual y, con la falta de conocimiento científico real sobre la teoría detrás puedes tomarte muchas libertades creativas. Además, este tipo de expansión no sería realmente nuevo para la literatura científica. The Big Bang Theory reside actualmente en una expansión acelerada masiva en algún momento del universo primitivo para funcionar.

El único problema (¿lo es realmente?) sería la creación y aniquilación de materia cerca de la expansión. Debido al cambio no uniforme en la estructura del espacio, el universo local funcionará bajo un hamiltoniano dependiente del tiempo, lo que permite la creación de partículas virtuales asimétricas. Sin entrar demasiado en detalles, este efecto podría crear grandes bolsas de energía o materia, o aniquilar energía o materia. Esto es principalmente especulación en este punto, así que no tome todo lo que acabo de decir como un hecho.

Es otra galaxia . Si no te importa que tus humanos vean lo que les está pasando, una galaxia "pícara" podría destrozar la Vía Láctea muy rápidamente. Andrómeda, por ejemplo, está programada para chocar con nosotros en los próximos dos mil millones de años, por lo que no es inaudito. Si quieres sorprender a tus humanos, necesitarás una galaxia que viaje lo suficientemente rápido como para que no puedan verla hasta que sea demasiado tarde. Tal vez simplemente no estaban mirando. Tal vez la onda de choque de la gravedad que se irradia desde un agujero negro relativista está empujando y separando la Vía Láctea.

Espero que esto te dé algunas ideas.

Gran rasgadura en progreso

En lugar del Big Crunch o un agujero negro ultramasivo de alguna descripción... La realidad misma se está desgarrando.

La contrapartida de la teoría del Big Crunch es que el universo sigue expandiéndose a la velocidad de la luz hasta que se desgarra por las costuras.

Esta no es la teoría principal en realidad, no hay muchas razones para pensar que el universo no puede simplemente expandirse indefinidamente. Pero para los propósitos de la historia, ¡sería dramático!

En este escenario, un enorme agujero en el espacio-tiempo emana rápidamente desde donde comenzó la ruptura. Se asemeja a un agujero negro en algunos aspectos, ya que el borde suelto de la realidad se dobla y ondea libremente, produciendo ondas de choque gravitacionales masivas (se sabe que los agujeros negros producen tales ondas de choque), así como gradientes gravitacionales extremos cerca de la rasgadura.

La rasgadura en sí misma, por supuesto, se está expandiendo y rasgando aún más.

La frontera de esta ruptura está ahora atravesando el espacio humano, destruyendo todo a su paso, primero con los violentos gradientes gravitacionales y luego simplemente arrojando materia fuera del universo, en cualquier vacío imposible que se encuentre más allá.