¿Cuán condensado debe estar el universo para convertirse en un agujero negro y por qué?

Answer 1

Para descubrir qué tan condensado debe estar todo para convertirse en un agujero negro, debes descubrir que es el radio de Schwarzschild, o el radio más grande que puede tener un objeto y aún así ser un agujero negro. Para descubrir esto debes usar esta ecuación:

R = 2GM / c ^ 2

Con R como el radio de Schwarzschild, G como la constante gravitacional, M significa la masa del objeto y c es la velocidad de la luz en el vacío. El problema es … ¡el universo tiene una masa infinita! Esto significa que el universo debe tener un tamaño infinito para convertirse en un agujero negro, ¡lo cual ya es! Así que desechemos esa ecuación …

Probablemente también podría usar lo que voy a llamar la densidad de Schwarzschild, o la densidad mínima que aún formará un agujero negro. Esto sería igual a:

SEÑOR

o

M / (2GM / c ^ 2)

después de cancelar:

2G / c ^ 2

Bueno, eso fue fácil! Todo lo que teníamos que hacer era dividir la masa por el radio de Schwarzschild y cancelar la masa. Entonces, la densidad del universo, o cualquier objeto para formar un agujero negro es 2G / c ^ 2. Esto funciona siempre y cuando no cuentes la expansión del universo.

La respuesta final, sin energía oscura agregada porque eso se volverá desordenado, es:

1.485 x 10 ^ -27 m / kg

Es un poco extraño de esa manera, así que hagamos lo inverso y obtendrás:

6.734 x 10 ^ 26 kg / m

Tienes que poner la respuesta en cubos para obtener la masa por unidad de volumen

Como probablemente pueda ver, tenemos que hacerlo kg por m ^ 3. Aunque no estoy seguro de cómo hacerlo.

Si alguien sabe cómo hacer esto, dígamelo en los comentarios.

Answer 2

Una vez más, el término ‘agujero negro’ necesita explicación;

El ‘agujero negro’ no es más (o menos) que el ‘horizonte de eventos’ visible (más exactamente invisible) que rodea una supuesta singularidad.

Entonces, ¿qué preguntas, el tamaño de la singularidad o su horizonte de eventos?

En primer lugar, dado que nadie ha entrado o dejado un agujero negro, aún no podemos estar seguros de la naturaleza exacta de la singularidad en su centro gravitatorio.

En teoría, una “singularidad” es un punto, no un volumen, por lo que, en teoría, todo el maldito universo (en términos de su masa) debería poder encajar en el mismo “punto”.

Eso parece menos que totalmente probable, así que el jurado está fuera.

En teoría, no existe un ‘límite superior’ para el tamaño de un ‘agujero negro (horizonte de eventos), por lo que nuevamente, debería ser posible volcar la masa del universo entero en uno. (Sé que estos no son problemas prácticos)

Nadie sabe con suficiente precisión para responder a su pregunta, la masa total del universo (o incluso el universo ‘visible’), por lo que realmente no es posible dar una respuesta integral a su pregunta.

Otro ‘qué pasaría si’ a la cama.

rafe

Answer 3

El universo no puede ser un agujero negro sin importar cuán denso sea siempre que sea homogéneo. Esto se debe a que no solo necesita una cierta cantidad de material dentro de un volumen dado, sino que también necesita un gradiente gravitacional. Esto significa que tiene que haber más gravedad en una dirección que en otra. Si no importa si el universo está abierto (infinito) o cerrado (finito). Siempre y cuando sea ilimitado, no tiene fronteras.

Entonces, si el universo fuera muy denso pero homogéneo, no habría atracción gravitacional en una dirección más que en otra y, por lo tanto, habría un horizonte de eventos.

Answer 4

Wikipedia da la masa del universo como [matemáticas] m = 10 ^ {53} [/ matemáticas] kg. Este es el universo observable. No creo que haya una buena suposición sobre la masa del universo, así que vamos con esto.

El radio de Schwarzschild [matemática] R = 2MG / c ^ 2 [/ matemática] = 15 mil millones de años luz. Un agujero negro es lo que sucede cuando una masa encaja dentro de una esfera de su radio de Schwarzschild.

El radio del universo conocido es de alrededor de 47 mil millones de años luz, por lo que estamos en el estadio de béisbol. El número de Wikipedia no parece tener cifras significativas y solo tomaría un factor de tres y estaríamos viviendo en un agujero negro.

Answer 5

El tamaño del agujero negro, causado por el universo, es del orden de xhc / H, donde

x es la fracción observada para el cierre (creo que es aproximadamente 0.3)

h es el factor de hubble (actualmente 0.7)

c es la velocidad de la luz

H es la constante de hubble = 15 dm día / parsec.

Dado que c / H es 9,777 gigayears, vemos que el universo hace algo así como un agujero negro de 2 gyr. La masa de la vía láctea, por el contrario, es de 0,1 años.

Answer 6

Será aproximadamente del tamaño del universo observable, por lo que sabemos, en realidad puede ser el caso 🙂 Es porque la densidad del agujero negro cae con su masa, por lo que cuando alcanza la masa del universo es casi tan denso como el universo real.

Cosmología del agujero negro