Divulgación Puede una galaxia transformarse en un agujero negro?

[Cequiel]

Hace poco leí que la velocidad de escape de nuestra galaxia Andrómeda es de 537 km por segundo:

http://es.gizmodo.com/a-que-velocidad-necesitariamos-viajar-para-abandonar-l-1382870830

Qué pasaría si la velocidad de escape fuese mayor que la de la luz? Se transformaría en un agujero negro? Porque todos damos por hecho de que los agujeros negros se forman a partir de estrellas supermasivas.

Gracias y disculpad si mi pregunta es demasiado ingenua

[inakigarber]

Re: Puede una galaxia transformarse en un agujero negro?

Buenos días;
Me parece muy interesante la cuestión que planteas.
Yo no se cual es la respuesta a tus preguntas, supongo que esto dependerá de la cantidad de masa que sumen ambas galaxias (la nuestra y Andrómeda) y de como se distribuye dicha masa. Por otra parte, el hecho de que se convierta en un agujero negro no significa que todo vaya a ser engullido en el. Simplemente aquellos objetos que atraviesen su horizonte de sucesos (creo que se dice así) serán absorbidos. De hecho hay un agujero negro en el centro de nuestra vía láctea y no somos (y de momento no seremos) absorbidos por el.
Quedo a la espera de que otros mas expertos que yo respondan a esta interesante cuestión.
Saludos.

[carroza]

Re: Puede una galaxia transformarse en un agujero negro?

Hace poco leí que la velocidad de escape de nuestra galaxia Andrómeda es de 537 km por segundo:

Bienvenido, Cequiel. Eres el primer habitante de la galaxia Andrómeda que se une a la Web de física. Los habitantes de la galaxia "Vía Lactea" te damos la bienvenida.

Saludos galácticos.

[Cequiel]

Re: Puede una galaxia transformarse en un agujero negro?

Bienvenido, Cequiel. Eres el primer habitante de la galaxia Andrómeda que se une a la Web de física. Los habitantes de la galaxia "Vía Lactea" te damos la bienvenida.

Saludos galácticos.

Me acabo de dar cuenta ahora Lo escribí a las tres de la noche desde la cama y no estaba muy fino.

Pues eso, pienso que es una pregunta muy simple: puede una galaxia convertirse en un agujero negro cuando su velocidad de escape supere a la de la luz? Y son los agujeros negros supermasivos fruto del colapso de galaxias? Hace tiempo leí en la wikipedia que un agujero negro supermasivo podía tener una densidad media menor que la del agua, lo que corrobora la idea de que no necesariamente objetos muy densos puedan transformarse en agujeros negros. No sé, especulo :P Supongo que al final habrá que hacer cálculos.

[Alriga]

Re: Puede una galaxia transformarse en un agujero negro?

Grosso-modo: Para que nuestra Vía Láctea con su masa actual se convirtiese en un agujero negro, debería tener un diámetro 160 mil veces menor del que tiene.
En general las galaxias son muy grandes, (masa poco concentrada), y por lo tanto su velocidad de escape es muy inferior a la de la luz y no se convierten en agujeros negros.

Saludos.

[carroza]

Re: Puede una galaxia transformarse en un agujero negro?

Pues eso, pienso que es una pregunta muy simple: puede una galaxia convertirse en un agujero negro cuando su velocidad de escape supere a la de la luz?

Hola

La velocidad de escape depende del punto en el que te encuentres en la galaxia. Si hay un punto en el que la velocidad de escape es igual a la velocidad de la luz, por definición, ese punto está en el borde (en el horizonte de sucesos) de un agujero negro. La velocidad de escape que mencionas (537 km/s) debe corresponder a la posicion de nuestro sistema solar en la galaxia. Sin embargo, si te acercas suficentemente a Sagitario A*, la velocidad de escape se acerca a la de la luz, y estarías junto a un agujero negro.

Saludos

[Cequiel]

Re: Puede una galaxia transformarse en un agujero negro?

A mí 537 km/sec me parece una velocidad relativista (0.179% la velocidad de la luz). No podría existir una galaxia mucho más grande que la Vía Láctea cuya velocidad de escape fuese el 100% la de la luz? Cómo de grande sería? Sería demasiado grande para existir?

[arivasm]

Re: Puede una galaxia transformarse en un agujero negro?

En primer lugar, 0,179% de la velocidad de la luz no es una velocidad relativista. Ten en cuenta que el factor que gobierna los efectos relativistas es $\beta=\sqrt{1-v^2/c^2}$, de manera que si $v/c=0,000179$ es $\beta=0,999998\approx 1$.

En segundo lugar, la galaxia no debería ser más grande. Todo lo contrario: mucho más pequeña (manteniendo la misma masa). Piensa que la velocidad de escape para una masa esférica es $\dst v_e=\sqrt{2G\frac {M}{r}}$. Iguala con $c$ y tienes el orden de magnitud de las cantidades que quieres calcular.

Por ejemplo, si $v_e=0,000179 c$ para que fuese igual a c, y sin variar la masa de la galaxia, su tamaño debería contraerse hasta aproximadamente uno que fuese unos 100 millones de veces más pequeño que el actual. Puesto que el de la Galaxia de Andrómeda anda por los 100 000 años luz, la contracción debería llegar hasta un orden de tamaño de unos 0,004 años luz, es decir unos 2 días luz: en otras palabras, la actual galaxia de Andrómeda debería pasar a medir algo más que el tamaño del sistema solar.

De todos modos, la galaxia de Andrómeda ya contiene agujeros negros y además supermasivos (al igual que sucede con la nuestra).

[Cequiel]

Re: Puede una galaxia transformarse en un agujero negro?

En primer lugar, 0,179% de la velocidad de la luz no es una velocidad relativista. Ten en cuenta que el factor que gobierna los efectos relativistas es $\beta=\sqrt{1-v^2/c^2}$, de manera que si $v/c=0,000179$ es $\beta=0,999998\approx 1$.

En segundo lugar, la galaxia no debería ser más grande. Todo lo contrario: mucho más pequeña (manteniendo la misma masa). Piensa que la velocidad de escape para una masa esférica es $\dst v_e=\sqrt{2G\frac {M}{r}}$. Iguala con $c$ y tienes el orden de magnitud de las cantidades que quieres calcular.

Por ejemplo, si $v_e=0,000179 c$ para que fuese igual a c, y sin variar la masa de la galaxia, su tamaño debería contraerse hasta aproximadamente uno que fuese unos 100 millones de veces más pequeño que el actual. Puesto que el de la Galaxia de Andrómeda anda por los 100 000 años luz, la contracción debería llegar hasta un orden de tamaño de unos 0,004 años luz, es decir unos 2 días luz: en otras palabras, la actual galaxia de Andrómeda debería pasar a medir algo más que el tamaño del sistema solar.

De todos modos, la galaxia de Andrómeda ya contiene agujeros negros y además supermasivos (al igual que sucede con la nuestra).

Muchas gracias por la explicación. Osea, que sería sumamente improbable que una galaxia llegase a tener una velocidad de escape igual a la de la luz. O acaso imposible.

[carroza]

Re: Puede una galaxia transformarse en un agujero negro?

Osea, que sería sumamente improbable que una galaxia llegase a tener una velocidad de escape igual a la de la luz. O acaso imposible.

A ver, es que una galaxia no tiene una velocidad de escape. Una galaxia, por ejemplo la via lactea, tiene muchas velocidades de escape, dependiendo de como de cerca estemos del centro de la galaxia. Si estamos suficientemente cerca del centro, en sagitario A*, la velocidad de escape es muy proxima a la velocidad de la luz, y estamos en el borde de un agujero negro.

[inakigarber]

Re: Puede una galaxia transformarse en un agujero negro?

Bienvenido, Cequiel. Eres el primer habitante de la galaxia Andrómeda que se une a la Web de física. Los habitantes de la galaxia "Vía Lactea" te damos la bienvenida.

Saludos galácticos.

Muy bueno, la física no esta reñida con el sentido del humor.

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...En segundo lugar, la galaxia no debería ser más grande. Todo lo contrario: mucho más pequeña (manteniendo la misma masa). Piensa que la velocidad de escape para una masa esférica es $\dst v_e=\sqrt{2G\frac {M}{r}}$. Iguala con $c$ y tienes el orden de magnitud de las cantidades que quieres calcular.
...

Por curiosidad ¿tiene que ver esto con el Radio de Swartzild?

[Alriga]

Re: Puede una galaxia transformarse en un agujero negro?

Por curiosidad ¿tiene que ver esto con el Radio de Swartzild?

Sí, el Radio de Schwarzschild es $R_s=\dfrac{2GM}{c^2}$

Saludos.