¿Podría observar el agujero negro que creó mi área del espacio/universo?

Voy a mirar más allá de las objeciones con respecto a los agujeros negros, su explosión, la muerte de protones, la edad del universo. Todas las objeciones válidas; si si, todo cierto.

Tomo del OP que quiere que su gente pueda ver una explosión muy grande que ocurrió en su vecindad en un pasado muy lejano.

Podrían usar un espejo de tiempo de gravedad.

https://www.halfbakery.com/idea/Gravity_20Time_20Mirror#1102098287

Usando un telescopio muy poderoso, pudimos mirar justo en el borde de un agujero negro donde un camino de luz hizo 180 grados alrededor del agujero negro debido al efecto de honda de la gravitación. Si el agujero negro estuviera, digamos, a 1000 años luz de distancia de nosotros, estaríamos mirándonos a nosotros mismos hace 2000 años, un espejo gravitacional del pasado. — BruceRH90, 3 de diciembre de 2004

Para ver su antigua explosión, necesitaría identificar un objeto muy masivo y muy distante, y necesitaría telescopios muy precisos para visualizar solo la luz que se había doblado alrededor de este objeto. Si la distancia es correcta, debería ver el objeto de interés antes de que explote. Sigue mirando.

El problema con los agujeros negros enormes es que para cuando uno se ha evaporado a la mitad, todas las estrellas del universo se han consumido, todo el gas ha formado planetas, estrellas y galaxias y se ha consumido. Todo será frío, oscuro y nada más que una nube en constante expansión. Estamos hablando de trillones y trillones de años.

Y en ese universo oscuro, solo los agujeros negros seguirían emitiendo energía. Entonces, para cuando esos agujeros negros se hayan evaporado con una explosión relativamente pequeña de "solo" una bomba nuclear de energía (en comparación con el sol, casi nada), no quedará nada para que su civilización viva.

Pero este es tu universo. Se podría decir que el universo comienza a contraerse en algún momento (su expansión se ha acelerado inesperadamente, por lo que también podría contraerse inesperadamente) y/o que un nuevo evento tipo big bang ha vuelto a sembrar el universo con energía.

Si bien la energía del agujero negro podría viajar a la velocidad de la luz, aún podría dejar una huella en el universo que tu especie podría detectar. Después de todo, hacemos lo mismo con el Big Bang para ver los puntos calientes y fríos y tener una idea de cómo se veía: https://images.app.goo.gl/6UN2MVUxxPxnZhSc9

1. No podemos ver un agujero negro, por la misma razón que es negro, en otras palabras, no emite radiación. Podemos ver un agujero negro solo a través de los efectos que tiene sobre la materia que lo rodea, como la perturbación gravitatoria y la emisión de radiación de la materia que cae en él.
2. Esa radiación viaja a la velocidad de la luz, por lo que ninguna civilización podría alcanzar esa radiación una vez que ha sido emitida.
3. En nuestra comprensión actual del universo, el tiempo ha comenzado con el big bang. Así que preguntar qué había antes del Big Bang no tiene sentido, porque no había antes. Lo mismo se aplica a este universo.

¿Hay alguna manera de que una civilización de una galaxia que se formó a partir de los restos explotados de un enorme agujero negro súper masivo pueda ver ese agujero negro antes de que explote?

Esa es una idea interesante, pero desafortunadamente los períodos de tiempo no coinciden.

Se espera que la última enana roja (el tipo de cuerpo estelar más longevo que conocemos) muera alrededor de ~100 billones (1 x 10 ¹⁴ ) años a partir de ahora.

Los agujeros negros solo comenzarán a evaporarse cuando la entrada de la radiación cósmica de fondo de microondas comience a perder a la radiación de Hawking, alrededor de un novemdecillion (1 x 10 ⁶⁰ ) años a partir de ahora, más o menos unos pocos billones de billones de billones de años.

Dicho esto, ¿tal vez un puente Einstein-Rosen pueda ayudar con su concepto? La definición teórica de los agujeros de gusano permite no solo conectar puntos en el espacio, sino también en el tiempo .

No, porque solo habrá electrones, neutrinos y fotones.

Los agujeros negros no explotan; más bien, se evaporan lentamente, aunque en las fracciones finales de segundo, liberan cantidades sustanciales de energía. Pero ignoremos eso, y primero averigüemos cómo será el universo cuando este agujero negro se evapore. La escala de tiempo de evaporación de un agujero negro es proporcional a su masa al cubo,$\tau\propto M^3$. Por ejemplo, un agujero negro con la masa de nuestro Sol se evaporará en$\sim10^{67}$años. Un agujero negro supermasivo como el suyo podría ser como Sagitario A* , con un peso de unos cuatro millones de masas solares y, por lo tanto, con una escala de tiempo de evaporación de$\tau\sim10^{87}$años.

Este es, pues, nuestro escenario. En este punto, estamos bien entrados en la era del agujero negro del universo . Si los protones se desintegran, entonces todos los protones y neutrones habrán desaparecido; el universo es, en cambio, un mar de electrones, neutrinos, sus correspondientes antipartículas y fotones, ¡y eso es todo! Para cuando el agujero negro se evapore, el universo no se parecerá en nada a lo que conocemos. Ni siquiera habrá átomos, y mucho menos galaxias. ¿Y esas nubes de gas y polvo que mencionaste? Hace mucho que se habrán desintegrado en las mismas partículas. El universo exterior será incapaz de formar científicos para observar nada.

El agujero negro en sí no agregará mucho al universo en cuanto a materia. La energía térmica característica del agujero negro,$E_T=k_BT$(dónde$T$es la temperatura), limita la masa de las partículas que puede crear el agujero negro . Para una partícula de masa$m$, necesitaríamos$E=k_BT\gg mc^2$para producir tal partícula. Incluso para los electrones, esto requiere temperaturas bastante altas ($>10^9\text{ K}$), que es más caliente que la mayoría de los agujeros negros hasta el final de sus vidas. El agujero negro sólo alcanzará esta temperatura cuando alcance$10^{-17}M_{\odot}$, o sobre$2\times10^{13}\text{ kg}$; se evaporará$\sim10^{16}$años más tarde, mucho tiempo en escalas humanas, pero solo una instancia en nuestras escalas de tiempo. Solo en los últimos 100 millones de años estará lo suficientemente caliente como para crear protones. La gran, gran, gran mayoría de las partículas que los agujeros negros que se evaporan producen durante la mayor parte de sus vidas serán fotones y neutrinos.

Como ayuda visual, aquí hay una trama de$k_BT$en función del tiempo hasta la evaporación del agujero negro, con líneas que muestran en qué puntos se pueden producir primero ciertas partículas. La masa del neutrino es un límite superior, tomado de Aker et al. 2019 _ ¡Tenga en cuenta que esta gráfica es logarítmica! En una gráfica lineal, las tres líneas verticales serían indistinguibles, juntas en el extremo derecho.

El punto es que no se puede sacar mucho partido de un agujero negro que se evapora, ¡y mucho menos de los astrónomos para observarlo!

Creo que puede tener en mente un núcleo galáctico activo, donde un agujero negro está absorbiendo materia que gira a su alrededor en un disco, calentándose por fricción a temperaturas inmensas. Esto puede producir chorros perpendiculares al disco, extendiéndose mucho más allá de la galaxia.

Estos no crean galaxias y, de hecho, pueden ralentizar la formación de estrellas al eliminar todo el gas por todos los rayos X que emiten.

Como han señalado otros, en escalas de tiempo enormemente largas, los agujeros negros se evaporan a través de la radiación de Hawking. Esto se acelera a medida que se hacen más pequeños, por lo que al final es una especie de fuerte explosión de radiación. Pero esto no sería significativo a escala galáctica, y no sucedería (como han dicho otros) hasta que todas las galaxias hayan desaparecido de todos modos.

Pero quizás puedas imaginar algún cataclismo que involucre un agujero negro supermasivo que condujo a la creación de un sistema solar. Tal vez podría caer una acumulación de gas, generando un estallido de rayos X que comprimió una nube de polvo, iniciando la formación de un sistema solar. Los residentes podrían ver ese agujero negro porque todavía estarían alrededor de miles de millones de años después de ese incidente. Pero nunca pudieron mirar hacia atrás y ver el incidente, porque nada es más rápido que la luz. Sin embargo, el agujero negro causó la creación de su mundo, la luz de ese incidente fue parte de la radiación que impulsó la creación, o llegó antes que los gases que (tal vez) provinieron de los chorros. De cualquier manera, ya pasó hace mucho tiempo.

No puedes ver un agujero negro real si está solo. Pero puedes verlo si se está alimentando. La fricción de, por ejemplo, una nube de gas que se consume es muy brillante. Estamos viendo que esto sucede en medio de nuestra galaxia, la Vía Láctea, ahora mismo.