¿Puedo contener y controlar un pequeño agujero negro dentro de una instalación?

Se supone que un agujero negro absorbe todo por naturaleza. Se teoriza que los microagujeros negros "esfuman", por lo que, por ejemplo, si uno estuviera en la Tierra, no crecería hasta que la Tierra se consumiera. Parecería entonces que existe un límite teórico a la cantidad de materia que podría consumir un agujero negro.

Por lo tanto, en teoría, podría tener un agujero negro que fuera lo suficientemente grande para su uso, pero no lo suficientemente grande como para "comerse" toda la instalación o incluso el planeta.

Por supuesto, incluso la existencia de agujeros negros sigue siendo puramente teórica, pero supongamos que necesita experimentar con uno o usarlo como una instalación de eliminación, ¿sería posible controlarlo o contenerlo?

Imagine los beneficios de tener una disposición permanente de desechos. Dejemos que la física misma condense los desechos en la forma más pequeña posible mediante la utilización de un agujero negro. El único problema es: ¿podría contenerse?

Por supuesto, un agujero negro requeriría fundamentalmente un entorno controlado para tener algún sentido práctico. Sin embargo, siendo tan fuerte que incluso absorbe la luz, me pregunto si hay alguna forma posible de contener el agujero negro para poder utilizarlo. Por supuesto, moverlo es un tema completamente diferente y no lo preguntaré aquí.

¿Se puede contener un agujero negro dentro de una instalación en un entorno controlado?

¿Qué tan grande es "suficientemente grande"? ¿Y estás midiendo masa o volumen?
Para ser más claros, un micro agujero negro situado en la Tierra está limitado por su propio tamaño (más bien, masa); es muy difícil hacer que las partículas sigan la geodésica correcta hacia la singularidad. Cuanto más grande es el agujero negro, mayor es el área de superficie del horizonte de eventos y, por lo tanto, más fácil es "alimentarlo". Llegaría entonces un umbral donde un agujero negro situado en la Tierra (¿situado en un guiso de partículas con la densidad media de la Tierra?), con cualquier cantidad de masa mayor, le permitiría consumir la Tierra a un ritmo más rápido que su propia evaporación. ¿Es esto correcto?
@B.fox: No creo que eso sea suficiente. También tienes que evitar que caiga por el suelo de la instalación (momento en el que es bastante inútil incluso si no se come la Tierra).
@Kevin Los agujeros negros pueden contenerse posicionalmente si están cargados, creo. Entonces, el agujero negro de Kerr-Newman tendría que ser (probablemente). Editar: los microagujeros negros también serían muy brillantes. Tal vez la presión de la radiación podría hacer algún trabajo, sin embargo, creo que podría haber fallas que no veo en eso.
Leí que un agujero negro de la longitud de Planck tiene una masa de 10 a la potencia de 8 kilogramos pero explotaría casi de inmediato.
@B.fox: vea varias historias de ciencia ficción de Larry Niven. Me vienen a la mente "The Hole Man" y "The Borderland of Sol".
Estoy interesado en saber cuáles son los beneficios de un agujero negro domesticado. No querrías arrojar rutinariamente la masa de la tierra en él. Solo tenemos lo que tenemos... nada de sobra. ¿Quizás combustible de fisión gastado? Eso es todo.
@Richard Bueno, los humanos producen una gran cantidad de desechos, por lo que varias cosas diferentes, incluidos materiales no biodegradables, desechos tóxicos, desechos nucleares y otros, proporcionan un uso muy válido y extremadamente útil para un "papelera" de agujero negro. Imagine una sociedad que no solo tuviera los desechos de la Tierra sino también los desechos de otros planetas para deshacerse de ellos. Gran uso para agujeros negros.
@worldbuilder Todas esas cosas que etiquetó como 'residuos' son solo diferentes arreglos de átomos. Plantea la pregunta de por qué una civilización capaz de contener un agujero negro no reorganizaría los átomos en algo útil (es decir, reciclar). No recuperas esos átomos si los arrojas a un agujero negro. Parece terriblemente miope. </crítica constructiva>.
@cms tiene un buen punto, sin embargo, la disposición de ciertos átomos no es tan trivial, especialmente en lo que respecta al material atómico degradado como los desechos nucleares. También es una falacia lógica considerar que, dado que la civilización tiene tecnología de agujeros negros, la reorganización de la estructura molecular de alguna manera ya debería haberse hecho, puede que no sea el caso.

Respuestas (2)

Probablemente no en la Tierra.

Un agujero negro lo suficientemente grande como para introducir objetos macroscópicos es demasiado masivo para evitar que caiga a través del suelo de una instalación en la Tierra por cualquier otro medio que no sea la magia (o la tecnología de ondas manuales).

Los agujeros negros tienen tres propiedades: masa, momento angular y carga eléctrica. Si logra poner una gran cantidad de carga eléctrica en su agujero negro, puede usar la contención magnética para evitar que caiga al suelo. Pero para evitar que eso suceda (dependiendo de la masa) se necesitará una gran cantidad de carga eléctrica (con los problemas concomitantes de evitar que algo con una carga eléctrica ridícula se descargue) e imanes extremadamente poderosos.

Un agujero negro con un horizonte de eventos de apenas 1 micrómetro de radio tiene una masa de 6.733 * 10^20 kg. Este es el 71% de la masa del planeta enano Ceres.

Cualquier agujero negro en el que posiblemente podría empujar un objeto macroscópico causaría estragos en sus instalaciones y en la superficie del planeta.

En general, su mejor apuesta es probablemente tener sus instalaciones en el espacio y usar cualquier tecnología que planee usar en la Tierra para comprimir unos pocos millones de toneladas de asteroides en un agujero negro en su lugar. y construya su instalación alrededor de eso. El mayor beneficio es que no tiene que apoyarlo contra un campo gravitatorio planetario, y puede mantener su instalación alrededor de él, ya que ambos orbitan la tierra/el sol/lo que sea que lo haya dejado en órbita. Todavía será demasiado pequeño para ejecutar objetos macroscópicos, pero podría usarlo como fuente de energía (ya que emite radiación de Hawking), y puede realizar cualquier experimento de física que desee realizar cerca de él.

Entonces, ¿es teóricamente posible entonces?
@worldbuilder Sí, supongo que lo sería. Sin embargo, hacerlo en un planeta da como resultado un montón de dificultades adicionales de la gravedad local que probablemente lo hacen extremadamente inviable sin tecnología mágica, por lo que modifiqué un poco la respuesta para reflejar eso.
Pensamiento interesante sobre la instalación en el espacio.
Lectura sugerida - The Borderland of Sol de Larry Niven
@ KerrAvon2055 Acabo de leer la página de wikipedia y es muy relevante . Gracias por esa referencia :)
Me preocuparía su mantenimiento. Puede mover la instalación alrededor del agujero negro, pero mover el agujero negro en sí sería un desafío. Así que no creo que puedas poner este artilugio en LEO, porque la órbita no sería lo suficientemente estable. Idealmente, lo tendrías en una órbita heliocéntrica lejos del sistema Tierra/Luna. Esos también se descompondrán, pero tardarán una eternidad en hacerlo. La desventaja, por supuesto, es el aumento de los costos de lanzamiento y mantenimiento. Pero esos podrían ser sufragados por alguna combinación de minería de asteroides y ensamblaje in situ .

Puedes controlar un agujero negro usando el poder mágico de Handwaving o incluso Plot Armor

Agregue algo de jerga técnica, algo de antigravedad, materia oscura, materia exótica, tecnología de punta, campo de contención electromagnética y estará listo para comenzar.

El primer problema es cómo te aseguras de que el agujero negro permanezca estacionario contigo. Estamos girando sobre la Tierra, en órbita alrededor del Sol, que sigue su propia trayectoria a través de la Vía Láctea, que tiene su propia trayectoria a través del universo o lo que sea que sea más grande a continuación. Entonces, solo con nosotros girando una vez al día, su agujero negro también necesita girar con la tierra, o creará un agujero a través de todo lo que se movió a través de él.

En segundo lugar, no es una eliminación de residuos permanente. Creo que los agujeros negros emiten radiación y luego tendrás que lidiar con esta radiación que emite. También gastará una tonelada de energía en cualquier campo de contención que configure para asegurar este agujero negro en primer lugar. También podrías quemarlo todo y triturar las sobras hasta convertirlas en diamantes.

El agujero negro también puede crecer en tamaño a medida que arrojas demasiadas cosas en él. Más masa, horizonte de eventos más grande para absorber cosas. Aumenta en 3 dimensiones, y debe asegurarse de que esté almacenado en el vacío y esta contención debe aumentar de tamaño si arroja cosas demasiado rápido.

Interesante. Sin embargo, una Tierra en movimiento o incluso girando no está científicamente probada (todavía es teoría), por lo que no sería descabellado tomar la latitud de un mundo fijo de la Tierra y no ser una fantasía. Alternativamente, por las mismas sobregeneralizaciones que suponen una Tierra en movimiento pero una atmósfera estacionaria, por la misma física desconocida también se podría suponer con seguridad que un agujero negro no se movería mientras esté en la Tierra por el fenómeno inexplicable.
PD: Me gustan tus pensamientos sobre los dispositivos de la trama, gran pensamiento fuera de la caja con ese :)
@worldbuilder ¿Tu Tierra es el centro de tu galaxia y todo gira alrededor de la Tierra? ¿O estás diciendo que en el mundo real, el movimiento y giro de la Tierra es solo una teoría?
Es cierto que, de hecho, nunca se ha probado de manera concluyente que la Tierra gire. De hecho, el experimento de Michelson-Morley demostró lo contrario (que la Tierra no está girando), por lo que los científicos tuvieron que negar la existencia del éter (que probablemente todavía existe) para que la ciencia siga siendo lógica. ciencia ficción, ¡pero la verdad a veces es más extraña que la ficción! (ps ¡A los científicos no les gusta hablar sobre el fracaso de Michelson-Morley!)
De hecho, el propio Einstein admitió que es imposible decir si la Tierra se está moviendo o si todo lo demás se está moviendo; por lo tanto, "relatividad".
@worldbuilder No estoy aquí para discutir sobre sus creencias sobre la física. Simplemente quería recomendar poner el hecho de que la Tierra no está girando alrededor de un objeto más grande o girando en la pregunta principal para que las personas que siguen las creencias populares de la física no hagan una suposición incorrecta.
Solo estaba validando que no es fantasía, y es teoría científica válida para crear un mundo en el que la Tierra está fija e inmóvil; sin embargo, aún no he tomado esta determinación, solo dejo eso abierto. No tengo una opinión o creencia al respecto ya que no hay una ciencia clara de una forma u otra, solo puedo señalar los hechos.
@worldbuilder Estoy de acuerdo con Shadowzee. Si su descripción de la Tierra tiene peso en una respuesta, creo que debería indicarse en la pregunta. Hasta ahora, ambas respuestas utilizan el modelo actual de astrofísica y mecánica celeste que pone a la Tierra como una bola giratoria de metal fundido que gira alrededor de una estrella millones de veces su masa. ps, los resultados de un experimento no pueden falsear los de incontables miles de otros que concluyen esta naturaleza de la Tierra y otros cuerpos celestes.
@worldbuilder: el trabajo de Maxwell que predice la velocidad de la luz como resultado de la interacción de las ondas eléctricas y magnéticas, la relatividad especial que codifica la velocidad de la luz como la misma en todos los marcos de referencia, los experimentos de Hughes-Drevers en los años 60 todos apuntan a lo mismo realidad: no se ha detectado ningún éter lumínico; además, ninguna teoría verificable experimentalmente exige este concepto victoriano. El péndulo de Foucault y los efectos de Coriolis son demostraciones clásicas de la rotación de la Tierra; la aberración estelar/paralaje demuestra claramente los movimientos orbitales relativos de la Tierra.
El péndulo de Foucault y los efectos de Coriolis no son evidencia de rotación. La aberración/paralaje estelar en realidad prueba que la Tierra no debe estar girando; y tampoco pueden probar si la Tierra se está moviendo o el universo se está moviendo (relatividad). A menos que haya otra explicación que los científicos aún no hayan descubierto. De hecho, se ha detectado el éter y hay evidencia en todas partes, pero debes mirar, ya que los científicos modernos se niegan a reconocerlo o, de lo contrario, tendrían que admitir que la Tierra no se mueve. Desafortunadamente, todos los experimentos para demostrar de manera concluyente que la Tierra se mueve han fallado.
@ B.fox Desafortunadamente, no hay ningún experimento para probar la teoría del modelo del universo de Copérnico. No reconoceré algo no probado como un hecho (una Tierra fija y sin movimiento), sin embargo, también me negaré a reconocer teorías no probadas como un hecho (una Tierra que gira y se mueve). Solo usaré hechos donde son hechos y no mera teoría o hipérbole.
@worldbuilder Todavía no me subí a este tren, pero ahora me entra la curiosidad. Puedo aceptar que un verdadero científico aceptaría los horizontes y los límites de las teorías experimentadas por las incertidumbres que son, en lugar de extrapolarlas para llenar los vacíos. Sin embargo, hay una gran cantidad de datos que revisar antes de que uno pueda ser tan concluyente de que la Tierra y otros cuerpos celestes no siguen los ejercicios de Kepler. ¿Qué pasa con las sondas que hemos enviado al espacio? Decenas de miles de mentes trabajaron en esas misiones. ¿Qué pasa con los gigabytes y gigabytes de datos posicionales que se transmiten desde (cont.)
... objetos aparentemente en movimiento Kepleriano sobre la atmósfera? Hay tantos datos acumulativos que sugieren que nuestros cuerpos actuales de mecánica celeste y teorías son precisos, probablemente no sin sigmas de error indescifrables (difícilmente existen pruebas fuera de las matemáticas). ¿No son todos los logros de la humanidad en sí mismos experimentos que repavimentan, si no empujan, nuestros límites y horizontes de nuestros modelos establecidos colectivamente? ¿Lo que da?
@B.fox Buena pregunta, y es muy interesante que a pesar de todos estos datos, todavía no han probado de manera concluyente que la Tierra esté girando o moviéndose. Parte del problema es la relatividad; es imposible saber si un marco de referencia se mueve alrededor del punto o si el punto se mueve alrededor del marco de referencia; dado que no puedes salir del universo para ver qué hecho es cierto objetivamente, solo tienes interpretaciones subjetivas que no pueden llegar a una conclusión absoluta.
@B.fox en referencia a su segunda pregunta: es realmente asombroso cuánto la humanidad / ciencia realmente no sabe a ciencia cierta , ya que casi toda la ciencia "aceptada" está en su infancia, todavía es teórica, a pesar de que se pretende como hecho. Hay algunas cosas que sabemos con seguridad, y se pueden probar mediante experimentación objetiva repetible (por ejemplo, magnetismo, electricidad, química), pero a pesar de todo nuestro conocimiento, es asombroso cuánto es aún teoría y cuánto la ciencia aún no puede probar con certeza.
¿Puedo contener y controlar un pequeño agujero negro dentro de una instalación?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 2v