Microagujero negre

Un microagujero negre, també cridat forat negre de mecànica quàntica o miniagujero negre, és un simple forat negre menut, en el que els efectes de la mecànica quàntica eixerciten un paper important.

Introducció

D'acort als coneiximents actuals, els forats negres ordinaris presuntament formats per colapse gravitatorio són objectes de gran tamany per damunt dels 3 o 4 km. Donat eixe tamany els efectes quàntics s'espera que siguen poc o res importants, a lo manco en el procés de formació i la primera part del seu desenroll quan el tamany seguix sent com a mínim d'alguns quilómetros.

No obstant, el cas dels microagujeros és diferent en eixe aspecte, ya que la chicoteta massa d'un microagujero negre podria ser de l'orde de la massa de Planck, que és aproximadament 2 × 10⁻⁸ kg o 1,1 × 10¹⁹ GeV. A esta escala, la fòrmula de la termodinàmica del forat negre prediu que el miniagujero negre podria tindre una entropía de només 4π nats; una temperatura Hawking de $\frac{T_p}{8\pi }$, requerint energia tèrmica quàntica comparable aproximadament a la massa del miniagujero negre complet; i una llongitut d'ona Compton equivalent al ràdio de Schwarzschild del forat negre (esta distància sent equivalent a la llongitut de Planck). Est és el punt a on la descripció gravitacional clàssica de l'objecte no és vàlida, sent provablement molt importants els efectes quàntics de la gravetat.

L'existència de forats negres en esta massa és altament especulativa, pero si els forats negres primordials existixen, estos podrien alcançar la condició de microagujeros negres com el final del «evaporament», per la radiació de Hawking.

D'acort en les estimacions de les teories estàndar, l'energia necessària per a produir microagujeros negres és major en varis órdens de magnitut de la que pot ser produïda en la Terra en un accelerador de partícules com el gran colisionador de hadrones (en un màxim al voltant de 14 × 10³ GeV), o ser detectada en colisions de radiació còsmica en la nostra atmòsfera. S'estima que per a colisionar dos agregats de fermiones, dins d'una distància d'una llongitut de Planck en l'actual força alcanzable del camp magnètic, requiriría d'un accelerador de partícules d'al voltant de 1000 anys llum de diàmetro per a mantindre als agregats en la pista. Encara que si açò fora possible, qualsevol producte de la colisió seria inmensamente inestable i es desintegraria casi instantàneament.

Alguns físics teòrics han sugerit que les múltiples dimensions postulades per la teoria de cordes podrien donar lloc a l'interacció gravitatoria. Açò podria reduir efectivament l'energia de Planck, i també fer que les descripcions de forat negre anaren vàlides encara en masses molt menudes. Pero açò és altament especulatiu. Atres teòrics han pensat sobre les bàsiques assunció del programa de gravetat quàntica, a on realment hi ha un cas que obliga a creure en la radiació de Hawking. Són només eixes assunció quàntiques les que guien a la crisis de la massa de Planck: en relativitat general clàssica, un forat negre podria ser en principi arbitrariamente menut.

Tot lo que es pot afirmar en certea és que la descripció clàssica que fa la relativitat general d'un forat negre en una massa menor a la massa de Planck és inconsistente i incompleta, per lo que dits objectes només podrien ser descrits en el context de la gravetat quàntica.

Possibilitat de microagujeros negres artificials

Des de la posada en marcha del gran colisionador de hadrones (LHC), s'ha considerat provable la creació artificial de micro forats negres a partir del choc i fusió de partícules subatòmiques (hadrones) accelerades a casi la velocitat de la Llum, a tal velocitat la matèria bariónica incrementa enormement la seua massa la qual cosa explica la formació de microagujeros negres els quals no obstant serien efímers ya que es trobarien (proporcionalment a la seua massa i a la gravitació de tal massa) a prou distancia d'atres cossos materials com per a créixer.

Vore també

• Forat negre
• Gran Colisionador de Hadrones
• Nau estelar de forat negre

Classificació per tipo:

• Forat negre de Schwarzschild
• Forat negre de Kerr
• Forat negre de Kerr-Newman i Reissner-Nordström o forat negre carregat

Classificació per massa:

• Forat negre extrem
• Electró forat negre
• Forat negre primordial, una sobra hipotètica del Big Bang.
• Forat negre estelar, que podria ser tant un forat negre estàtic, com un forat negre rotante.
• Forat negre de massa intermija
• Forat negre supermasivo, que podria ser tant un forat negre estàtic, com un forat negre rotante.

Referències

Artículs

• Forats negres de mecànica quàntica: Cap a l'unificació de la mecànica quàntica i la relativitat general (anglés) -- https://web.archive.org/web/20050410212515/http://citebase.eprints.org/cgi-bin/citations?aneu=oai%3AarXiv%2Eorg%3Aquant%2Dph%2F9808020
• S.W. Hawking, Commun.Math. Phys. 43 (1975) 199 : l'artícul a on tot va començar (anglés) !
• D. Page, Phys. Rev. D13 (1976) 198 : primers estudis detallats del mecanisme d'evaporament (anglés)
• B.J. Carr & S.W. Hawking, Mon. Not. Roy. Astron. Soc 168 (1974) 399 : enllaços entre forats negres primordials i l'univers primerenc (anglés)
• A. Barrau et al., Astron. Astrophys. 388 (2002) 676 , Astron. Astrophys. 398 (2003) 403 , Astrophys. J. 630 (2005) 1015 : busques experimentals per a forats negres primordials gràcies a l'antimatèria emesa (anglés)
• A. Barrau & G. Boudoul, Revisió a la charrada donada en la conferència internacional de físics teòrics TH2002  : cosmologia en els forats negres primordials (anglés)
• A. Barrau & J. Grain, ^{[enllaç trencat]} : busques de noves físiques (gravetat quàntica) en forats negres primordials (anglés)
• P. Kanti, ^{[enllaç trencat]} : forats negres evaporant-se i dimensions extra (anglés)
• D. Anada, K.-i. Oda & S.C.Park, [1]: determinació de la vida d'un forat negre i les dimensions extra (anglés)