Digamos que tienes una galaxia, posiblemente la nuestra, con un agujero negro central. En un instante, el agujero negro cae a través de un agujero en la trama y se desvanece.
¿Qué sucede con el resto de la galaxia?
¿Todo sigue como si nada hubiera pasado?
¿Se deshace lentamente?
¿Se deshace rápidamente?
¿Algo más?
¿Por qué esta pregunta?
En Void Trilogy de Peter F. Hamilton, un agujero negro artificial en el centro de la galaxia se elimina repentinamente. En la historia, no sucede gran cosa, y parecía extraño que nadie pareciera pensar que era un gran problema.
No tanto
Sagitario A* es grande, pero no tanto. Su masa se estima en alrededor de 4.200.000 (cuatro millones doscientos mil) masas solares. ¡Eso es mucha gravedad! ¡Pero considere que se estima que la Vía Láctea tiene alrededor de 1,000,000,000,000 de masas solares! En total, los efectos gravitatorios totales serían mínimos. El mayor efecto se produciría en las estrellas cercanas al centro (para las que la mayor parte de la gravedad de las estrellas de la Vía Láctea se cancela de manera bastante equitativa, por lo que sienten principalmente la atracción del centro). Sin embargo, una vez que te alejas un poco del centro de la galaxia, el efecto de la propia Sagitario A* es en realidad un jugador bastante pequeño en el gran esquema de las cosas.
Por supuesto, preguntas si algo se deshace. Ciertamente, la física acaba de desmoronarse, justo a través de su agujero en la trama. Muchos años después, algunas especies inteligentes podrían notar que sucedió algo divertido.
EDITAR: type_outcast tuvo la amabilidad de trabajar con los números para ver qué tan rápido tendría que estar orbitando una estrella para alcanzar la velocidad de escape de la galaxia, iniciando un efecto similar al de "desenredo". Usó las ecuaciones de velocidad de escape, , donde M es la masa de la galaxia y r es la distancia entre el centro de la galaxia y la estrella que se escapa. Para una estrella razonable, como S0-102, que está lo suficientemente cerca del centro como para verse notablemente afectada por la pérdida de masa cercana, ¡esa velocidad de escape era más de la mitad de la velocidad de la luz! Esto significa que, a menos que la estrella ya esté viajando a velocidades relativistas, no escapará de la galaxia. ¡Gracias type_outcast!
EDITAR: Esta pregunta es bastante fascinante si lo piensas. Una entidad etiquetada como "agujero negro supermasivo" desaparece de la existencia, ¡y apenas nos damos cuenta porque la galaxia es tan alucinantemente grande! Me imagino que esta podría ser una buena oportunidad para conectar Universe Factory , el blog WorldBuilding.SE, que tiene un artículo sobre por qué puede ser tan difícil comprender estas escalas . ¡Vale la pena leerlo, si se me permite decirlo!
Las respuestas hasta ahora han asumido que la galaxia en cuestión es una galaxia espiral, y si estamos hablando de la Vía Láctea, entonces todo está muy bien. Pero las galaxias son bastante diversas, tanto en forma, tamaño, masa y composición. La mayoría no se parecen en nada a los nuestros. Resulta que si estás dispuesto a ambientar tu historia en una galaxia diferente, puedes obtener algunos efectos bastante interesantes al eliminar un gran agujero negro.
Veré las proporciones entre la masa de cierto agujero negro en un cúmulo de galaxias/estrellas y la masa de la galaxia misma: . Como referencia, el agujero negro en el centro de la Vía Láctea, Sagitario A* , tiene una masa de masas solares, mientras que la propia Vía Láctea tiene una masa de masas solares, dándonos . Eso es pequeño; eliminar a Sagitario A* de la Vía Láctea no se agachará.
Los cúmulos globulares son conjuntos densos de estrellas, gas y otros objetos unidos gravitacionalmente, generalmente de alrededor de . Por lo general, son bastante antiguos, en el caso de los cúmulos globulares de la Vía Láctea, tan antiguos como la propia galaxia. Ahora, lo que es interesante para nuestros propósitos es que en realidad no hay una línea divisoria firme entre ciertos cúmulos globulares y galaxias enanas , que pueden contener hasta - masas solares. De hecho, algunos cúmulos globulares, como Mayall II y Omega Centauri , pueden contener agujeros negros de masa intermedia , una clase putativa de objetos con masas de hasta masas solares. 1
En el caso de Omega Centauri -donde se cuestiona la existencia del agujero negro- la masa máxima es masas solares. La masa del propio cúmulo globular es masas solares, es decir . Mayall II da una proporción que es más o menos la misma, tal vez un poco más baja. Si se eliminara el agujero negro en uno de estos dos cúmulos globulares, influiría en las órbitas de las estrellas más internas. Esto es quizás más dramático que en el caso de una galaxia normal, porque los cúmulos globulares tienen distribuciones de densidad con un fuerte pico hacia el centro. En otras palabras, sí, se interrumpirían muchas órbitas, aunque dudo que sea suficiente para interrumpir el cúmulo. Recuerde, la relación de masa sigue siendo inferior al 1%.
Algunos agujeros negros supermasivos tienen masas del orden de a (1000 millones a 10000 millones) de masas solares, tres de cuatro órdenes de magnitud mayor que Sagitario A*. Estos agujeros negros producen proporciones de masa mucho mejores que los agujeros negros supermasivos más pequeños. Desafortunadamente, un problema es que algunos de estos agujeros negros supermasivos de masa ultraalta se encuentran en galaxias elípticas muy masivas, que pueden tener un tamaño de hasta varios billones de masas solares.
Considere NGC 1600 . Su agujero negro supermasivo central probablemente tenga una masa de masas solares, mientras que la propia galaxia tiene una masa de masas solares. No esta mal; obtenemos una relación de masa de . NGC 4889 , una elíptica supergigante, tiene un agujero negro central de masa similar; su masa total es masas solares, produciendo - posiblemente menor, si existe allí materia no luminosa en grandes cantidades.
Omega Centauri (y algunos otros cúmulos globulares de gran masa) pueden ser los núcleos de las galaxias enanas, separados por las fuerzas de marea de la Vía Láctea. Como dije antes, la línea divisoria en realidad no existe. Sin embargo, una galaxia enana de gran masa es ciertamente diferente de un cúmulo globular de baja masa.
Ahora, considere un conjunto de galaxias enanas llamadas enanas ultracompactas (UCD). Sus masas son del orden de masas solares. Un UCD que particularmente me emociona es M60-UCD1 . Esta galaxia tiene una masa de masas solares, y podría albergar un agujero negro supermasivo de masas solares - ¡cinco veces la masa de Sagitario A*! Esto conduce a una relación de masa de , que es enorme! Las órbitas de muchas estrellas en la galaxia, que tiene solo unos 200 años luz de diámetro, están fuertemente influenciadas por el agujero negro. Eliminarlo ciertamente interrumpiría varias órbitas.
Allí, la población de enanas ultracompactas continúa creciendo, al igual que la población de agujeros negros supermasivos en UCD. Recientemente se anunció que UCD-3, una galaxia con una masa de , probablemente contiene un agujero negro de , dándonos . Esto es más bajo que M60-UCD1 por un factor de cuatro, pero eso no es mucho y es bastante alentador.
Diré que no creo que puedas conseguir algo mejor que esto. En comparación con la Vía Láctea, M60-UCD1 es un excelente candidato para este tipo de entorno. También es extremadamente denso y bastante masivo para un enano ultracompacto. La alta densidad significa que, al igual que en un cúmulo globular, probablemente puedas encontrar muchos objetos exóticos en su interior, desde rezagados azules hasta objetos Thorne-Żytkow .
1 Hasta julio de 2018, no se han confirmado agujeros negros de masa intermedia, pero hay varios candidatos:
Si algunos de estos existen, podrían ser opciones razonablemente decentes para usted. Además, una búsqueda reciente de datos de Chandra indica que puede haber una población sustancial. Actualizaré esta lista si alguno de estos se verifica en el futuro.
Todo es relativo. Si cesa la fuerza que atrae a las estrellas hacia el centro, la velocidad de la órbita de las estrellas las disparará desde el centro en línea recta (obviamente, no hay fuerzas circulares), pero no perpendiculares al centro. Si crees que lo hace lentamente, bueno, el Sol viaja a 720.000 kmh. Eso es rápido. Hablando relativamente. Y cuanto más cerca del centro, mayor es la velocidad.
Una respuesta frívola. Todos los detectores de ondas gravitacionales en la tierra se saldrían de la escala y muchos físicos estarían pensando "¿¿Qué diablos pasa ahora??". Al menos hasta que compararon notas con otros detectores de ondas de gravedad y con los astrónomos.
El resto del mundo primero no se daría cuenta y luego no le importaría un comino.
Sería interesante situar este evento en el universo de las zonas del pensamiento de Vinge.
Draco18s ya no confía en SE
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