Colisión de agujeros negros cargados

Question

Supongamos que hay dos agujeros negros cargados que colisionan para formar un agujero negro mayor .

Pero cuando se combinan, se pierde/gana mucha energía potencial del sistema en función de sus cargas (opuestas o iguales). ¿Se manifestará como un aumento/disminución de la masa del gran agujero negro ?

Si la masa descendiera (colisión +ve ,+ve), ¿el agujero negro resultante reduciría su tamaño?

Answer 1

La cuestión de la aniquilación de partículas es irrelevante para la masa final del agujero negro fusionado. Si se mantiene la visión tradicional "sin pelo" del colapso gravitatorio, y las partículas pierden su identidad al ser aplastadas en una singularidad, no habría aniquilación de partículas en absoluto. Si se sostiene alguna física más nueva y exótica, como la teoría de cuerdas o la gravedad cuántica de bucles, que rescata el colapso gravitatorio de la creación de singularidades, entonces incluso si las partículas básicas conservan algún sentido de identidad y pueden aniquilarse, esta dinámica seguirá ocurriendo dentro del horizonte de sucesos del agujero negro, y la energía liberada del suceso de aniquilación seguirá atrapada dentro del horizonte de sucesos y se registrará como masa desde fuera.

Lo único que está en juego es la energía potencial electrostática a medida que los dos agujeros negros se acercan. Si los agujeros tienen cargas opuestas, la energía potencial se convertirá en energía cinética, y es de suponer que parte de ella se irradiará durante la colisión, lo que hará que la masa del agujero negro resultante sea ligeramente inferior. Si los agujeros negros tienen la misma carga, se necesitará más trabajo para unirlos, y este trabajo probablemente se reflejará en una masa ligeramente mayor del agujero negro resultante.

Sin embargo, en la práctica, la diferencia fraccionaria de masa será ínfima. Todos los objetos de masas a escala astrofísica, incluidos los agujeros negros, tendrán una carga neta despreciable, debido a la abundante presencia de electrones e iones libres en el espacio interestelar. Cualquier objeto en el espacio con una gran carga neta acumulará rápidamente partículas cargadas libres, neutralizándose a sí mismo.

Para los agujeros negros diminutos a escala primordial o cuántica, Stephen Hawking calculó que un agujero negro de este tipo sólo puede tener una carga neta de unos pocos electrones (¿ocho, quizá?); si hubiera más, no podrían existir suficientes estados de electrones ligados para que un "átomo de agujero negro" de este tipo fuera estable frente al núcleo del agujero negro que acumula partículas cargadas y se neutraliza a sí mismo.

Leí este artículo al principio de la licenciatura y lo recuerdo con relativa claridad, pero hasta ahora no he podido encontrar la referencia. Lo actualizaré si lo encuentro. Sin embargo, encontré http://arxiv.org/PS_cache/gr-qc/pdf/0001/0001022v1.pdf En este artículo, basándose en argumentos similares de estabilidad y vida media, afirman que un agujero negro primordial no podría tener una carga superior a 70.

Answer 2

Hay un superordenador simulación cortesía de la NASA, que muestra cómo se deformarían el espacio y el tiempo bajo la fuerza de una colisión tan catastrófica. La energía desatada en un acontecimiento así sólo sería superada por la del propio Big Bang.

Investigaciones recientes y la simulación por ordenador de una fusión de este tipo indican que la onda de choque de las ondas gravitacionales expulsaría uno de los agujeros negros en un fenómeno denominado retroceso . La imagen inferior muestra un agujero negro supermasivo retrocediendo tras una colisión galáctica con velocidad suficiente para escapar de la galaxia.

Véase POTENTES LLAMARADAS DE LOS AGUJEROS NEGROS EN RETROCESO DE LOS CUÁSARES publicado en Astrophysics por Shields y Bonning.

Answer 3

Yo digo que tendrían que tener cargas magnéticas opuestas para combinarse y crecer pero la energía liberada probablemente alejaría cualquier objeto cercano como una estrella cercana sin embargo si un planeta estuviera cerca y no fuera absorbido se haría añicos junto con cualquier asteroide, cometa y meteorito.