¿Podemos identificar agujeros negros en nuestro camino volando entre las estrellas?

Al viajar a altas velocidades a través de la galaxia, ¿sería posible identificar dónde estaban todos los agujeros negros en su camino? Sé que la mayoría de los agujeros negros se identifican por su efecto sobre otros objetos cercanos. Pero, ¿qué pasaría si todo fuera solo?

¿Seríamos capaces de 'sentirlo' de alguna manera antes de acercarnos demasiado para ser afectados negativamente por él? ¿O pasaríamos volando, tal vez acercándonos lo suficiente como para desviar nuestro curso? ¿Y cuánto podría desviar un curso (suponiendo que te quedes fuera del horizonte de eventos)? ¿Permitiría la deformación del espacio conducir a Alcubierre como propiedades?

Supongo que odiaría que me arrojaran al sol debido a una alteración del curso de un agujero negro, aunque quedar atrapado en el horizonte de sucesos no sería mucho mejor. ¿Podemos detectar estas masas para evitarlas a distancia o necesitamos hacer los primeros viajes mucho más lentos para poder buscar estas anomalías y marcarlas como 'rutas de envío' seguras?

No vale la pena como respuesta en sí mismo, pero sospecho que las interacciones con la materia oscura podrían ser un método futurista para detectarlos.

Respuestas (5)

Salvo la presencia de un disco de acreción que rodee a estos agujeros negros (algo poco probable, en ausencia de un objeto de compañía), nuestra mejor opción es explotar la lente gravitatoria , la curvatura de la luz de objetos distantes por un objeto masivo frente a la fuente. Por lo general, el objeto masivo es una galaxia en primer plano, una estrella masiva o, en este caso, un agujero negro.

El ángulo de la luz doblada se puede calcular como

θ = 4 GRAMO METRO r C 2
dónde METRO es la masa del agujero negro y r es la distancia más cercana a la que pasa un rayo de luz desde el agujero negro. Para agujeros negros de masa estelar (del orden de unas pocas docenas de masas solares), θ es probable que sea pequeño porque el ángulo solo depende linealmente de la masa. Cuando alcanzamos masas de ∼ 10 4 METRO ⊙ , la formación de lentes parece más fácilmente detectable, pero en ese punto, estamos hablando de agujeros negros de masa intermedia, que deberían tener fuertes efectos en la cinemática de su entorno.

Todavía tenemos que detectar lentes de un agujero negro aislado de baja masa, pero no está descartado. Si lo viéramos, podría verse así:

Gif de objeto de fondo de lente de agujero negro
Crédito de la imagen: usuario de Wikipedia Urbane Legend, CC BY-SA 3.0

Las fórmulas son buenas, pero las imágenes lo explican mucho mejor. ¡Gracias! Sí, los agujeros negros son fáciles de ver.

Los agujeros negros se llaman "negros" solo porque la luz no se escapa más allá del horizonte de eventos. Sin embargo, por lo general no son lo que llamaríamos negros o invisibles.

Por lo general, un agujero negro alguna vez fue una estrella, por lo que es muy probable que todavía tenga cuerpos en órbita: puede haber perdido algo de masa en su explosión de supernova, pero no tanta como para haber perdido todos sus satélites, aunque es probable que sus órbitas se habrían alterado significativamente.

Además, los agujeros negros parecen emitir radiación electromagnética a medida que la materia que cae hacia ellos es desgarrada por las fuerzas de marea gravitacionales. Algunos agujeros negros tienen discos de acreción muy brillantes.

Finalmente, el potente campo gravitatorio de un agujero negro provocaría una lente gravitatoria, que podría utilizarse para detectarlo, dado que este efecto distorsionaría la imagen del resto del universo a medida que el agujero negro pasa entre el observador y el resto del universo. universo.

No vale la pena responder por separado: los sistemas de astronavegación de una nave espacial seguramente serían lo suficientemente sensibles como para detectar automáticamente el efecto que la gravitación de un objeto masivo tiene en la aceleración de las naves. A menos que el motor estelar utilizado lo haga irrelevante, por supuesto.

Creo que exploradores no tripulados podrían liderar la nave principal. Además de otros peligros, la gravedad afectaría el curso y le permitiría mapear todo tipo de cuerpos oscuros, incluidas las enanas submarrones más frecuentes. Tenerlos no solo adelante sino también al costado le brinda una línea de base larga para ver su destino, así como la Tierra en la parte trasera. Podría ser un sistema LIGO para detectar ondas gravitacionales.

Otra idea: los agujeros negros ensombrecen el fondo cósmico de microondas. Esto podría usarse para detectarlos. Dado que con altas velocidades, el fondo de microondas en la dirección del movimiento (esa es la dirección que es relevante si desea evitarlos) estará en frecuencias más altas debido al efecto Doppler, me imagino que se simplificaría su detección por su sombra.

Los agujeros negros tienden a tener velocidades relativas altas, no se pueden marcar rutas seguras permanentes independientemente de los vuelos de detección. Si se dirige directamente hacia una estrella en particular, debería poder ver la interacción gravitacional entre un agujero negro y la luz de la estrella que recibe del objetivo, esto será en forma de ocultación o lente gravitacional , pero si puede .vea estos efectos, probablemente esté lo suficientemente lejos como para que la masa transitoria que los causa no se acerque a usted, está pasando por delante de su curso a velocidades galácticas. De mayor preocupación es la detección lateral cercana y es probable que sea irregular porque depende de cómo sea el fondo alrededor de la nave en términos de densidad de objetos visibles. Los agujeros negros y otros cuerpos no emisores que entran a altas velocidades aproximadamente perpendiculares a la dirección de viaje serán los más difíciles de detectar antes de que causen interrupciones.

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