Divulgación CERN y pequeños Hoyos Negros

[omar9020]

Buen dia estimados soy nuevo no soy Fisico mi campo es la Medicina pero me atrae mucho este tema . Hace pocos años se dio una alarma que el CERN pudiese estar dando origen a pequeñisimos Hoyos Negros , en un principio se opino de todo y a se les acuso de fatalistas , sigo un foro en Face y resumo mi poco conocimiento sobre esto . Tal parece que en definitiva si se crean muy pequeñitos Hoyos Negros , la alarma incial dio cabida a un estudio en este sentido y la mayoria de Fisicos concordaron que la capacidad de portarse como los grandes Hoyos Negros es casi imposible que estos super mini Hoyos no tienen capacidad de atraer siquiera un atomo . Sin embargo acabo de leer que otros nuevos estudios sospechan que si es posible que los super mini Hoyos Negros puedan atraer atomos cercanos . Mi pregunta es sencilla , que posibilidad hay que esos super mini Black Holes crezcan o sean dañinos . Gracias y mil sorry´s si escribi una sandez.

[guibix]

Re: CERN y pequeños Hoyos Negros

Hola omar9020.

Cada día y en todo momento se producen choques de partículas en nuestra atmósfera de mucha más energía de la que se puede producir en el LHC. Si se producen agujeros negros en el CERN, entonces se producen en muchíssimas más cantidades en la atmósfera. De existir la posibilidad de que éstos sean dañinos ya se habría manifestado y se habría tragado la Tierra mucho antes de que hombre hubiera existido.

En cantidades mucho más astronómicas y con energías mucho mayores se producen en colisiones en el Sol y nuestro astro sigue allí.

En otras palabras, todo lo que puede llegar a producir el LCH está por todas partes.

Saludos

[Alriga]

Re: CERN y pequeños Hoyos Negros

Como te explica guibix, es habitual que penetren en la atmósfera rayos cósmicos millones de veces más energéticos que los protones acelerados en el LHC.
El récord lo tiene un rayo cósmico detectado el 15 de Octubre de 1991 conocido como la "partícula-oh-dios-mío", su energía fue de $3 \cdot 10^{20} \ eV$

Teniendo en cuenta que el choque más energético que puede generar el LHC es de $14 \cdot 10^{12} \ eV$ , esa partícula era 21 millones de veces más energética.

Oh-My-God particle

Saludos.

[omar9020]

Re: CERN y pequeños Hoyos Negros

Ahora entiendo y comprendo tambien esta nueva pasion por los super mini Black Holes , sabemos que los grandes nesesitan nacer de una gran estrella en deceso y los del centro de muchas galaxias pudieron nacer de fusiones de varias de ellas . Es demasiado interesante para mi saber su existencia en infinitas cantidades y que tiene capacidad tan igual que las grandes de atraer materia y talvez luz y energia , Una PREGUNTA la principal que postee arriba , los Black Holes tiene tendencia a " CRECER " o permanecen con dimensiones similares y desaparecen al agotarse su energía como explica Hawking . Muchas veces leí y no en libros de fantasia que hay posibilidad que los Supermasivos Black Holes de centros de Galaxias sean los responsables del deceso de galaxias , muchas gracias

[Alriga]

Re: CERN y pequeños Hoyos Negros

El tiempo de evaporación de un agujero negro por el proceso de radiación de Hawking es proporcional al cubo de su masa. Los pequeños agujeros negros desaparecen en tiempos infinitesimales sin poder absorber nada de su entorno. Para que un agujero negro dure al menos 1 segundo su masa ha de ser de 228 toneladas, mientras que como la masa de un agujero negro de 14 TeV es de 2,5E-23 kg éste desaparecería en 1E-84 segundos. Adjunto tabla:

Masa	Tiempo de evaporación
2,496E-23 kg	1,3E-84 s
0,000001 kg	84,1E-36 s
0,001 kg	84,1E-27 s
0,01 kg	84,1E-24 s
1 kg	84,1E-18 s
1.000 kg	84,1E-9 s
10.000 kg	84,1E-6 s
100.000 kg	84,1E-3 s
228.239 kg	1 s

ACTUALIZADO: Según comenta guibix más abajo, el microagujero negro más pequeño posible tendría la masa de Planck, 21.76E-9 kg y por lo tanto su tiempo de evaporación sería de 8.67E-40 segundos.
Saludos.

[Jaime Rudas]

Re: CERN y pequeños Hoyos Negros

El tiempo de evaporación de un agujero negro por el proceso de radiación de Hawking es proporcional al cubo de su masa. Los pequeños agujeros negros desaparecen en tiempos infinitesimales sin poder absorber nada de su entorno. Para que un agujero negro dure al menos 1 segundo su masa ha de ser de 228 toneladas.

Según recuerdo, el LHC del CERN puede crear colisiones de hasta 14 TeV, lo que, creo, significa que máximo podría crear un agujero negro con esa masa equivalente. Si mis cuentas no me fallan (que suelen hacerlo), 14 TeV equivalen a 2,5e-23 kg. Siguiendo la progresión de la tabla, me resulta que un agujero negro así se evaporaría en cerca de 1e-84 s. En ese tiempo, la luz recorrería 3e-76 m, o sea, cerca de 2e-41 longitudes de Planck.

[omar9020]

Re: CERN y pequeños Hoyos Negros

tengo demasiada admiracion por estos Titanes una ultima pregunta y es mas que una curiosidad os pido digamos en un futuro se construya en algun lugar de nuestra Galaxia un Colisionador mucho mas poderoso que el CERN y pongamos ejemplo concreto que produzca Black Holes de 228 o 1000 toneladas de masa . Alguno de vosotros en un esfuerzo matematico que no puedo compensar a la distancia me podria explicar brevemente a que tamaño o masa aproximada un Black Hole si puede absorber Atomos energia o luz tan igual que los clasicos grandes Black Holes buen dia .

[Alriga]

Re: CERN y pequeños Hoyos Negros

Si reflexionas verás que puedes responderte a ti mismo de forma sencilla. En la tabla del comentario #5 figuran los tiempos que tardan en desaparecer diferentes agujeros negros de diferentes masas si no les das de comer. (Puedes alargar la tabla a la masa que quieras)
Si a cualquier agujero negro consigues alimentarlo con partículas o fotones más deprisa de lo que él pierde masa, engordará y si no morirá. A agujeros negros microscópicos es imposible alimentarlos lo suficientemente deprisa antes de que desaparezcan.
Saludos.

[guibix]

Re: CERN y pequeños Hoyos Negros

Según recuerdo, el LHC del CERN puede crear colisiones de hasta 14 TeV, lo que, creo, significa que máximo podría crear un agujero negro con esa masa equivalente. Si mis cuentas no me fallan (que suelen hacerlo), 14 TeV equivalen a 2,5e-23 kg. Siguiendo la progresión de la tabla, me resulta que un agujero negro así se evaporaría en cerca de 1e-84 s. En ese tiempo, la luz recorrería 3e-76 m, o sea, cerca de 2e-41 longitudes de Planck.

¡Buena esa! Supongo que aquí se aplica el Principio de Indeterminación de Heisenberg en la forma $\Delta E\Delta t\geqslant\hbar.$ Aunque no me he parado a calcularlo.

Saludos.

[omar9020]

Re: CERN y pequeños Hoyos Negros

gracias .
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[guibix]

Re: CERN y pequeños Hoyos Negros

Según recuerdo, el LHC del CERN puede crear colisiones de hasta 14 TeV, lo que, creo, significa que máximo podría crear un agujero negro con esa masa equivalente. Si mis cuentas no me fallan (que suelen hacerlo), 14 TeV equivalen a 2,5e-23 kg. Siguiendo la progresión de la tabla, me resulta que un agujero negro así se evaporaría en cerca de 1e-84 s. En ese tiempo, la luz recorrería 3e-76 m, o sea, cerca de 2e-41 longitudes de Planck.

Por cierto, creo recordar que el agujero negro más pequeño que se puede producir tiene una masa de plank, la superficie de su horizonte es de una área de planck y su tiempo de vida es de una unidad de tiempo de plank. Según tengo entendido, no es posible crear un agujero negro menor que este porqué su horizonte contiene un bit de información (y no puede haber menos información que un bit). Aunque no estoy seguro, yo diría que como objeto cuántico que es, solo podrá "absorber" una masa/energía que le proporcione una superfície que sea múltiplo entero del área de planck.

Como el radio de un agujero negro crece proporcionalmente a su masa y su superficie crece proporcionalmente al cuadrado de su masa, entonces, cuanto mayor es una agujero negro, menor es la masa necesaria para que su superficie incremente en un área de plank (un bit). Si esto es así, solo los agujeros negros lo suficientemente grandes podrán absorber partículas elementales.

Un saludo!

[Jaime Rudas]

Re: CERN y pequeños Hoyos Negros

Por cierto, creo recordar que el agujero negro más pequeño que se puede producir tiene una masa de plank,

Aquí me entra una duda: si la masa de Planck es muchos órdenes superior a la energía de las colisiones del LHC ¿por qué se consideraba posible encontrar allí microagujeros negros?

[guibix]

Re: CERN y pequeños Hoyos Negros

Aquí me entra una duda: si la masa de Planck es muchos órdenes superior a la energía de las colisiones del LHC ¿por qué se consideraba posible encontrar allí microagujeros negros?

Como dije algo debe tener que ver con al Principio de Indeterminación de Heisenberg en la forma $\Delta E\Delta t\geqslant\hbar.$ Y aunque no sé mucho de estos temas, esto es lo que entiendo yo:

Si multiplicamos la energía de Planck $(\sqrt{\frac{\hbar c^5}{G}})$ por el tiempo de Planck $(\sqrt{\frac{\hbar G}{c^5}}),$ nos da precisamente $\hbar.$ Por lo tanto diría que cabe la posibilidad de que incluso se formen en el vacío a modo de partículas virtuales. Si añadimos energía conseguimos aumentar la probabilidad de que se forme uno pero realmente no hace falta añadir toda la energía que contiene si dura lo suficientemente poco.

Saludos.