¿Puede la luz generar un agujero negro? La física se discute si es posible

Comenzamos con un consenso: la luz del espacio de luz curva y, por lo tanto, crea gravedad. Imagínese ahora que logramos concentrar suficiente luz en una pequeña cantidad. Teóricamente, para acumular energía, colapsar y formar un agujero negro. Sería un agujero negro formado por la luz. ¿Es solo una hermosa quimera?

El pionero de esta idea fue recordado por John Archibald Wheeler, el mismo que acuñó el mandato del agujero negro. No solo permaneció su genio, sino que también dejó una frase historia: “Matter hablando de espacio para moverse y difuminar con la materia cómo curvarse”. Todavía no se ha convertido en una mejor forma de condensación de ningún curso introductorio por la teoría de la relatividad de Einstein.

Pero como la teoría muestra la equivalencia entre la materia y la energía, podemos usarla para jugar un poco. Para hacer esto, tomamos la frase original y, donde decía, decimos la energía de la luz. Era la forma en que Wheeler significaba agujeros negros de la luz, que llamaba geones.

Truco para hacer agujeros negros

Hay una manera fácil de comprender el truco para formar un agujero negro de esas características. Imagine concentrar la luz solar en papel con lupa. Con este método, es posible alcanzar temperaturas de 1,000 grados Celsius, tan alto para derretir el oro. El papel termina dejando un punto negro claramente reconocible. ¿Qué pasa si reemplazamos el papel con espacio-tiempo? El camino carbonizado no sería más que un agujero negro que la luz.

Agujero negro, esa singularidad en el tejido del universo se forma cuando la masa se comprime suficientemente a pequeña escala. Y tales concentraciones de materia no permiten que ningún rayo genere en el interior y tiene un espíritu aventurero. No habrá lo que pueda cruzar lo que llamamos el horizonte del agujero negro.

La ilustración basada en observaciones en forma de Hubble en forma de estrellas de las estrellas de 200,000 años de luz detrás del agujero de la luz negra. NASA, ESA, LEA HUSTAK (STSCI), CC Convertir tierra a agujero negro

¿Y el país podría servirnos como un embrión un área tan exótica y única de espacio-tiempo? Sí, por supuesto, esa fantasía sería posible que haya una manera de encontrar nuestro planeta hasta que fuera un tamaño de mármol. Y que queríamos que hiciéramos lo mismo con el ser humano, debería ser más delgado hacerlo menos que cualquier partícula subatómica famosa.

Ahorrar la equivalencia entre la masa y la energía puede profundizar la idea de agujeros negros ligeros. A primera vista, parece fácil crearlos, pero la naturaleza no siempre es tan simple como queramos. La energía involucrada en el proceso es tan alta que la física cuántica se vuelve muy relevante. Y puede conducir a efectos que terminaron con la focalización del aire necesario para concentrar mucha energía en un punto.

Preguntas cuánticas

Hay varios fenómenos cuánticos que evitarían un hermoso quimer que imaginamos. Uno de ellos es el efecto de Schvinger. Su nombre rinde homenaje a uno de los pioneros de la interacción entre la luz y las partículas acusadas, llamada electrodinámica cuántica que muestra que el vacío es en realidad un entorno dinámico, un entorno de burbujas en el que aparecen constantemente de partículas y antipáricos. De esta manera, el número neto de partículas no cambia.

Pero lo mismo ocurre con los fotones del mar o con vainas o gotas: la cantidad de luz acumulada no se detiene, las partículas no dejan de aparecer como si fueran espíritus.

El efecto revelado por un gran físico estadounidense Julian Schwinger se basa en lo que puede suceder si el campo eléctrico está conectado a esta concentración de fotones muy grande. Cuando se cumplen estas condiciones, pueden aparecer pares de electrones-anti-eléctricos. Es decir, la energía que existía en forma de luz en el paquete se convirtió en algo más. Y con eso deja de estar disponible para la formación de un agujero de luz negro. Este proceso de trueque de algunas partículas para otras está nuevamente en línea con los equivalentes de Einstein.

Este fantástico efecto se crea solo si el campo eléctrico es superior a trillones de V / m (voltio por metro). ¿Y cómo podemos tener una idea de la intensidad de la que estamos hablando? Es una buena comparación que su valor es 3 mil millones de veces más alto que el campo eléctrico del rayo convencional.

Otra pregunta curiosa es cómo se mueven el electrón y sus anticárticos (positrones) cuando se crean. Viajarán la misma línea, pero en sentido opuesto. Esta es una manifestación de algo conocido como la segunda ley de Newton.

Aunque, en honor a la verdad, la gran velocidad de estas partículas requiere un ajuste sutil. La teoría que viene en el rescate es nuevamente la relatividad de Einstein en su versión con un nivel limitado.

¿Qué nos daría mucho trabajo adicional para considerar el efecto de conflicto entre las partículas creadas? Eso sería billar extremo, aquellos que se burlarían de cualquier campeón. Entonces, hacemos fe y permitimos a los expertos declarar que estos efectos son secundarios.

Respuesta a la discusión

Pero la pregunta se discutió en física sobre si podemos crear un agujero negro brillante en el laboratorio de cristal para la respuesta.

Para crear uno que tuviera en un radio de 1 m, deberíamos ser un campo eléctrico de 1,000 cocina de cuatro años. Esto se traduce en electricidad mil tres Wats Vige, o lo que es lo mismo, y 1 seguido de 87 ceros. Se entiende que estas figuras pertenecen al campo resumido. Podemos justificar esto por el hecho de que alcanzará esa cantidad que necesitamos cada átomo del universo para transmitir 1 000 en radiación electromagnética.

Es por eso que podemos estar tranquilos: el agujero negro claro no está en el mundo de las amenazas inmediatas. Y sabemos esto gracias a una combinación de conocimiento en física que combina relativista y cuántica. Y ese es el camino travieso que apenas comenzó a viajar.