¿Puedes crear un agujero negro usando energía cinética?

Imagine que tiene un acelerador de partículas que puede aumentar a energías arbitrariamente altas. Debido a la Relatividad General, las partículas se vuelven más y más pesadas a medida que les viertes más energía. ¿Alguna vez estas partículas se convertirán en un agujero negro a partir de esta masa relativista? Si es así, ¿qué verá una partícula observadora que se mueve paralelamente al agujero negro, justo por debajo de esa velocidad? Lo que quiero decir es que la energía cinética es relativa. Entonces, por lo tanto, la masa relativista también lo es. Entonces, ¿estas partículas serían agujeros negros para algunos observadores pero no para otros?

Podría obtener respuestas de mejor calidad en Physics.SE
physics.stackexchange.com/questions/3436/… parece un lugar donde puede encontrar una respuesta, aunque no encontré ninguna de las respuestas tan claras como me gustaría
La masa relativista es un concepto en desuso porque puede ser engañoso y confuso. Esta es una de esas situaciones en las que es engañoso. ;) Consulte physics.stackexchange.com/questions/133376/…
Sin embargo, si chocas un par de objetos con una energía cinética relativa increíblemente alta, entonces podrías crear un agujero negro. "Todo" lo que necesita hacer es asegurarse de tener suficiente energía en un radio lo suficientemente pequeño.
@PM2Ring... y mantener la energía contenida durante un tiempo. No tengo idea de qué tipo de contención sería necesaria, ya que, en el marco de reposo de una de las partículas, esa partícula casi no tiene masa y la otra es absurdamente masiva. Sospecho que la "otra" partícula tendría que ser un agujero negro por sí misma.
@Carl Por ejemplo, un agujero negro de radio 1 fermi (aproximadamente del tamaño de un protón) tiene una masa de poco más de 673 millones de toneladas métricas. Entonces, si obtienes toda la energía obtenida al aniquilar 337 millones de toneladas de antimateria con una cantidad igual de materia normal y de alguna manera la conviertes en la KE de un par de protones en una colisión frontal, entonces cuando los protones colisionen tendrás toda esa energía dentro del radio requerido de Schwarzschild. Creo. ;) Los protones pueden irradiar parte de esa energía antes de chocar.
No estoy afirmando que este proceso sea práctico de ninguna manera, solo quería hacer tangible cuán altos son los requisitos de energía. Ya es bastante difícil hacer microgramos de antimateria, y mucho menos cientos de millones de toneladas de esa materia. Y cuando la antimateria y la materia chocan, la energía se libera en última instancia) como rayos gamma de alta energía (también se pueden formar algunos productos intermedios como los piones), y no sabemos cómo capturar esa energía de manera eficiente y convertirla en energía cinética dirigida útil.

Respuestas (2)

No se puede hacer un agujero negro simplemente acelerando una partícula, pero se ha teorizado que aplastar algunas con energías ridículamente altas podría producir microagujeros negros. Esto, que yo sepa, nunca ha ocurrido en los aceleradores de partículas, simplemente porque no son lo suficientemente potentes.

El aumento de masa relativista es inercial, no gravitacional, así que no, no podrías hacer un agujero negro acelerando una partícula. Lo que pasa es que cuanta más energía usas para acelerar la partícula, más aumenta su masa inercial, pero cuanto más aumenta su masa inercial, más difícil es acelerar. Llega un punto cercano a la velocidad de la luz en el que prácticamente toda la energía que bombeas al sistema se manifiesta como aumento de masa en lugar de velocidad, y no puedes hacer que la partícula vaya más rápido. La mejor idea, si quieres una partícula realmente rápida con enormes cantidades de energía, mucha más de la que podría producir un acelerador, es usar un rayo cósmico. Los rayos cósmicos son protones rápidos o núcleos atómicos que han sido acelerados por eventos naturales como explosiones de supernovas a energías mucho más altas de las que podrías obtener en un acelerador.

Los rayos cósmicos se han utilizado para experimentos con partículas, pero el inconveniente es que son eventos aleatorios, por lo que no sabe exactamente dónde colocar sus detectores de partículas para interceptar las mejores. Para darle una idea de cuán grandes pueden ser sus energías a veces, las partículas de rayos cósmicos más poderosas tienen la energía cinética de una bala de rifle, sin embargo, el núcleo atómico que transporta esta energía es tan diminuto que no se puede ver ni siquiera en las partículas más poderosas. ¡microscopio electrónico!

Pensé que no teníamos forma de diferenciar la masa inercial de la masa gravitacional. physlink.com/Education/AskExperts/ae305.cfm
"Llega un punto cercano a la velocidad de la luz en el que prácticamente toda la energía que bombeas al sistema se manifiesta como un aumento de masa en lugar de velocidad, y no puedes hacer que la partícula vaya más rápido". Eso no es del todo correcto. No hay ningún punto donde el aumento de velocidad se detenga. A medida que acelera un cuerpo ultrarrelativista, su velocidad, cantidad de movimiento y energía cinética continúan aumentando; la velocidad aumenta asintóticamente hacia c , el impulso y KE aumentan sin límites.
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