Planetas de vida orbitando agujeros negros. ¿Pueden/realmente existen?

Entonces, vi Interestelar y si tú también lo viste, sabes que hay un planeta que orbita alrededor de un agujero negro, lo llaman el Planeta de Miller. Según la película, cada hora en Miller's Planet equivale a 7 años en la Tierra debido a la dilatación del tiempo del agujero negro.

Pregunta: Suponiendo que hay otras formas de vida en el universo, ¿es realmente posible que esté cerca de un agujero negro? ¿Es posible que hayan existido miles (o incluso millones) de años antes que nosotros, pero que no estén tan avanzados como nosotros porque el tiempo en nuestro planeta es mucho más rápido que el de ellos? Si tienen una tarea para mañana, tenemos, digamos, 100 años más para hacerlo (supongamos qué más podemos hacer en esos 100 años). ¿O en realidad son más avanzados que nosotros, pero desde la Tierra, de alguna manera viven en el pasado?

Worldbuilding.SE tiene un montón de preguntas como estas , algunas de las cuales podrían ayudarte.
FWIW, la novela Incandescencia de Greg Egan involucra la vida en un planetoide que orbita una estrella colapsada.

Respuestas (3)

Bueno, lo primero es lo primero. No es probable que haya un planeta orbitando cerca de un agujero negro y con una dilatación de tiempo significativa porque los efectos de las mareas probablemente desgarrarían cualquier cosa que se acerque. Ciertamente, un planeta que orbite alrededor de un agujero negro de masa estelar tendría que estar bastante lejos para no ser desgarrado, por lo que la dilatación en cualquier momento sería bastante pequeña.

Alrededor de un agujero negro supermasivo, los efectos de las mareas son más pequeños y es posible una órbita cercana con cierta medida de dilatación del tiempo. (consulte el enlace a continuación para obtener más detalles),

https://physics.stackexchange.com/questions/110044/time-dilation-factor-for-the-circular-orbit-at-3-2-schwarzschild-radius

Pero una órbita planetaria estable, probablemente alcance un máximo de aproximadamente 20% de dilatación del tiempo y solo alrededor de un agujero negro súper masivo, donde solo hay 1 por galaxia. La idea de 1 día a 100 años no es práctica, son 80 días a 100 días si estás hablando de una órbita planetaria estable.

y no estoy seguro de que quieras estar tan cerca del agujero negro en el centro de la galaxia, no porque la órbita no sea estable, sino porque las estrellas también están en esa órbita. Puede que no sea un lugar seguro para estar.

Entonces, en realidad, querrías un agujero negro de masa estelar y una órbita distante, donde la dilatación del tiempo sería bastante pequeña, y en ese escenario, sí, la vida es posible gracias a la energía de las mareas, por lo que un planeta podría tener una superficie líquida. agua y una atmósfera, incluso si el agujero negro emitía muy poca luz y calor.

Tal planeta en una órbita de energía de las mareas probablemente estaría bloqueado por las mareas, lo que protegería el lado opuesto de los rayos gamma que el agujero negro escupe cuando come, por lo que, en teoría, sería un buen lugar para la vida. Ninguna fuente de luz significativa, a menos que fuera un sistema binario, por lo que las plantas lo tendrían más difícil, pero habría calor.

Hay otro problema. La creación de agujeros negros tiende a hacer estallar todo en una gran explosión. No está claro que un planeta sobreviva al nacimiento de un agujero negro, por lo que es posible que necesite un planeta capturado.

Por último, vida inteligente. . . realmente no sabemos lo suficiente acerca de qué tan común es la vida inteligente en otros planetas. La vida puede ser bastante justa, pero la vida inteligente es mucho menos clara y hay otros factores además del tiempo.

Hoy en día, simplemente no sabemos lo suficiente como para predecir si hay vida inteligente o no. Probablemente haya vida en otras partes del universo, aunque incluso eso no es 100% seguro, pero con respecto a la vida inteligente, hay demasiadas incógnitas en esa ecuación. Creo que un agujero negro podría no ser óptimo para la formación de vida inteligente debido a la falta de luz, y mucho menos a la fotosíntesis, por lo que la formación de oxígeno es más lenta (si sigue el mismo patrón que la Tierra) y la improbabilidad de que un planeta sobreviva. la creación del agujero negro.

No se sabe que los rayos X duros sean amigables con la vida, por lo que es mejor que no haya mucho en el camino de un fisk de acreción.
Pensé que cubrí que en el lado lejano del planeta bloqueado por mareas estaría un poco seguro (bueno, siempre que la órbita evite cualquier explosión de rayos gamma, por supuesto, lo que sería posible) Lo que no tengo claro es qué tan cerca está un planeta tendría que ser para tener suficientes efectos de marea para generar calor. Es posible que necesite un agujero negro de 10 masas solares y una órbita alargada en algún lugar alrededor de Mercurio o Venus, pero eso es solo una suposición. No veo por qué la vida no sería posible en el escenario correcto.
El agujero negro en cuestión es un agujero negro de Kerr, por lo que su objeción basada en órbitas estables necesita más trabajo.

El "Planeta de Miller" de Interestelar es una completa basura...

En primer lugar, los agujeros negros no comienzan como agujeros negros. Los agujeros negros se forman al final del ciclo de vida de una estrella muy grande (al menos 25 masas solares, pero más frecuentemente más de 35 o 40 SM) cuando se convierte en supernova o hipernova. Cualquier planeta en órbita alrededor de esa estrella será borrado antes de que el agujero negro se convierta en un agujero negro. Necesitamos recordar que los agujeros negros no son estrellas que son tan densas que la luz no puede escapar de su gravedad. Los agujeros negros son los RESTOS de las estrellas. Y, el proceso de convertirse en un agujero negro borra los planetas.

Además, ese planeta en la película que orbita alrededor de un agujero negro tenía agua líquida. No existe una zona de Ricitos de Oro alrededor de un agujero negro como la que tienes alrededor de una estrella donde el agua no se congela ni se evapora. Eso significa que debe estar a la distancia correcta de una fuente de calor. El agujero negro no le dará ese calor o esa luz.

Finalmente, para que ese "planeta" tenga una dilatación del tiempo gravitacional equivalente a 7 años por hora terrestre, tendrá que estar tan cerca del agujero negro que las olas de una milla de altura serán lo último de lo que se preocupe. Si no estás frito por la radiación en segundos si estás así de cerca. De hecho, el planeta será desgarrado, pulverizado, irradiado y básicamente se convertirá en parte del disco de acreción (brillante) representado en la película. Ese disco, por cierto, puede tener años luz de diámetro en agujeros negros masivos.

Pero bueno, es una película y se supone que es entretenimiento, no ciencia. Así que puedo perdonar todo eso. Lo que no pude perdonar fue la flagrante estupidez en la trama, como que la tripulación SABÍA sobre la dilatación del tiempo pero no sabía que Miller acababa de aterrizar a pesar de que habían recibido su señal durante muchos años. Aterrizaron, tuvieron su angustioso encuentro con la ola y LUEGO se dieron cuenta de que, en lo que respecta a Miller, ¡acababa de aterrizar y acababa de morir! No obstante, Bugs Bunny Science puede ser entretenido. Pero las tramas tontas e ilógicas hacen que una película sea difícil de seguir.

Estoy de acuerdo contigo en las órbitas planetarias. Una supernova no es amigable con el planeta. Pero debería haber una zona de mareas teórica de Ricitos de Oro donde el planeta tiene una superficie helada pero tiene calor a través de las mareas que mantienen la parte inferior de la superficie del planeta húmeda y sustentadora de vida. Por supuesto, estamos hablando de vida bacteriana primitiva, no de algo en lo que elegiríamos vivir. . . . y está el problema de cómo el planeta llegaría a esa zona de marea después de una gran nova, pero es teóricamente posible que la vida primitiva pueda existir alrededor de un agujero negro. Improbable pero posible.
-1 La primera evidencia de exoplanetas fueron los encontrados alrededor de púlsares, los restos colapsados ​​de estrellas masivas que han pasado por la fase de supernova.
Estos planetas pueden haberse formado a partir de escombros, pueden haber sido capturados o pueden ser los restos de planetas originales más grandes. en.wikipedia.org/wiki/Pulsar_planet
Esta no es exactamente una respuesta, pero como acabo de crear mi cuenta, esta es una respuesta a la segunda respuesta. Se emitiría una cantidad significativa de luz y calor desde el disco de acreción, que estaría lleno no solo de estrellas, sino también de planetas y desechos en general que perderían toda su energía a medida que caen hacia el horizonte de eventos. Por lo tanto, un agujero negro con una gran cantidad de masa en el disco de acreción tendría una zona de ricitos de oro mucho más alejada que uno con poco o ningún material de acreción en el disco. En la medida en que cualquier órbita estable permanezca estable, eso puede no ser posible ya que también hay varias estrellas.
o va a estar en órbita no plana con respecto al disco de acreción, proporcionando perturbaciones a cualquier posible órbita alrededor del agujero negro.
En segundo lugar, el mundo de Miller orbita un agujero negro supermasivo, por lo que casi ninguna de estas respuestas tiene sentido.

Según Opatrný et al. (2016) " La vida bajo un sol negro ", podría ser posible tener temperaturas cálidas alrededor de un agujero negro supermasivo aislado gracias a la radiación de fondo cósmica desplazada hacia el azul. Sus cálculos conducen a una temperatura de equilibrio estimada de 890°C para el planeta de Miller (sin la radiación adicional proveniente del disco de acreción), lo que no es un buen augurio para el ambiente acuoso que se muestra en la película. Un planeta que orbite más lejos podría albergar agua líquida. En el pasado, el planeta debía ubicarse más lejos del agujero negro debido a la temperatura más alta de la radiación de fondo en el universo primitivo.

Si tales sistemas realmente existen es otra cuestión. Los habitantes de tal planeta tendrían que esperar que nada se acercara demasiado al agujero negro, ya que la acreción haría que el entorno fuera bastante hostil.