Puede ser peligroso, ¡puede ser muy divertido! Esta es la opinión de uno de los principales astrofísicos de Estados Unidos y reflexiona con ingenio sobre las posibilidades que las personas podrían tener si fueran transportadas a las inmediaciones de un agujero negro supermasivo. Sugirió que el progreso en el desarrollo de motores espaciales podría permitirnos organizar una "investigación de campo" del agujero más cercano.
Desde la década de 1990, sabemos que los planetas pueden orbitar púlsares, objetos increíblemente densos creados por poderosas explosiones de estrellas. Sería razonable suponer que pueden girar alrededor de agujeros negros, que, sorprendentemente, a muchos les puede parecer, tienen menos impacto en su entorno que los púlsares. En algunos de estos planetas, incluso puede existir vida, porque muchos seres vivos en la Tierra, como sabemos, se han adaptado a condiciones extremas, incluidas temperaturas muy altas y bajas, ambientes ácidos, salinos e incluso radiactivos.
Los planetas habitados se pueden encontrar cerca de los agujeros negros supermasivos, que se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias. Nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, alberga un agujero negro con una masa igual a la masa de cuatro millones de estrellas combinadas. La órbita circular estable más interna (SVUKO) de este objeto, conocida como Sgr A * (Sagitario A *), es aproximadamente igual a la órbita en la que Mercurio se mueve alrededor de nuestro sol.
¿Cómo sería vivir en un planeta así?
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Antes de hablar sobre los muchos peligros para la vida cerca de un agujero negro, veamos los beneficios. Si las civilizaciones emergen o migran a la vecindad de los agujeros negros, ¿qué cosas interesantes y útiles pueden hacer allí? Las 10 mejores opciones me vienen a la mente:
- Utilice el agujero negro como fuente de energía limpia, vertiendo desechos en el embudo del disco de acreción, alrededor del cual gira el vórtice de la materia. Hasta el 42% de la propia masa de los desechos se puede convertir en radiación en el agujero negro SVUKO que gira a máxima velocidad.
- Conecte algún tipo de mecanismo de ingeniería al eje de rotación del agujero negro como un volante gigante del que se puede recolectar energía.
- Viaja en velas de fotones a lo largo de chorros relativistas a una velocidad cercana a la velocidad de la luz.
- Prolonga la juventud visitando salones de belleza ubicados cerca del horizonte de un agujero negro, donde el tiempo fluye más lentamente como resultado del corrimiento al rojo gravitacional.
- Disfrute de la vista de todo el universo, extrañamente reflejado en las imágenes de la lente gravitacional alrededor del agujero negro.
- Abre un parque de atracciones en la llamada "esfera de fotones", donde puedes jugar con varios efectos relativistas, por ejemplo, mírate desde atrás, mirando al frente, mientras la luz se curva alrededor de un agujero negro.
- Toma todo, desde nuevas posibilidades de movimiento en el espacio. Entonces, cuando en miles de millones de años la Vía Láctea se fusiona con la nebulosa vecina de Andrómeda, dos agujeros negros en su centro se unirán en un sistema binario sólido, una especie de catapulta gravitacional que puede lanzar estrellas y planetas a la velocidad de la luz, como explica el autor de este material en dos artículos escritos. en coautoría con James Guillochon. Las agencias de viajes podrán vender entradas para viajes increíbles a planetas catapultados que atravesarán todo el universo.
- Envía a los criminales al agujero negro como la prisión más segura con la pena de muerte a través de la singularidad. La vida útil de los prisioneros dependerá de la masa del agujero negro. Cuanto menos grave sea el crimen que cometieron, más masivo será su agujero negro y más tiempo podrán vivir fuera de los "muros de la prisión", que serán considerados el horizonte del agujero negro.
- Utilice ondas gravitacionales emitidas por pequeños objetos que orbitan un agujero negro como medio de comunicación. Estas señales no pueden ser bloqueadas por ninguna de las formas conocidas de materia.
- Pruebe los aspectos básicos de la gravedad cuántica enviando grupos de físicos experimentales y expertos en teoría de cuerdas en viajes organizados.
El principal peligro para los astronautas que intentan dominar estas actividades proviene de las fuerzas de las mareas. Como señaló Albert Einstein en su famoso experimento mental, quienquiera que esté dentro de un ascensor o nave espacial en caída libre sentirá la ausencia de gravedad. Pero cualquier diferencia en la aceleración gravitacional entre su cabeza y piernas podría fácilmente destrozar su cuerpo. Las fuerzas de marea serían una sentencia de muerte cerca de la masa estelar de un agujero negro, pero no representan una amenaza para el cuerpo humano en el espacio más expandido alrededor de un agujero negro supermasivo como Sagitario A *.
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En consecuencia, la densidad de materia requerida para la aparición de un agujero negro está en una relación lineal con su curvatura espacio-temporal. Los agujeros negros de baja masa se forman cuando el núcleo de una estrella masiva colapsa a densidades muy superiores a las de un núcleo atómico. Pero para un agujero supermasivo, mucho más enrarecido, basta con llenar la órbita de Júpiter con agua líquida. Suena simple, pero este proyecto de ingeniería no es factible, ya que requeriría una cantidad de agua tan grande como 100 millones de soles. Bueno, el calor que se liberaría en el proceso de vertido de agua quemaría todas las instalaciones de infraestructura adyacentes.
De hecho, el calor liberado durante la compactación de un agujero negro supermasivo representa una amenaza significativa para las civilizaciones que podrían estar ubicadas en el centro de las galaxias. En nuestro artículo conjunto con John Forbes, mostramos que una parte importante de los planetas del universo pueden perder la atmósfera y los océanos, que pueden evaporarse debido a que en algún momento de su existencia estuvieron cerca del núcleo galáctico.
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Por primera vez en la historia de la humanidad, contamos con la tecnología para capturar imágenes de agujeros negros supermasivos en el centro de la Vía Láctea y la galaxia elíptica gigante M87 con el telón de fondo de una acumulación luminosa de gas detrás de ellos. La primera imagen de este tipo se publicará durante el año.
En una conferencia de 2018 en la conferencia Black Hole Initiatives, un centro interdisciplinario para la investigación de agujeros negros en Harvard, sugerí que un mayor progreso en la propulsión espacial podría permitirnos realizar estudios de campo de un agujero negro cercano. Esto brindaría una excelente oportunidad para probar una de las actividades anteriores, y tal vez intercambiar notas sobre la gravedad cuántica con algunos turistas de otras civilizaciones que ya han acampado allí.
Abraham Loeb es presidente del Departamento de Astronomía de la Universidad de Harvard, director fundador de la Iniciativa del Agujero Negro de Harvard y director del Instituto de Teoría y Computación del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. También preside el consejo asesor del proyecto en caliente Breakthrough Stars.
