El agujero negro del final de la temporada 10 del juego Fortnite

Por Francisco R. Villatoro, el 14 octubre, 2019. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Relatividad • Science ✎ 12

La décima temporada del juego Fortnite de Epic Games ha finalizado. El juego online ha caído, hasta que se inicie la temporada 11. Un enorme asteroide ha caído sobre el terreno de juego reemplazándolo por un agujero negro. Mucha gente se pregunta ¿la colisión de un asteroide puede producir un agujero negro? ¿Podría un agujero negro errante con la masa de un asteroide impactar contra la Tierra y devorarla por completo? Permíteme una breve respuesta a estas cuestiones.

La respuesta a la primera pregunta es que, lo siento, pero es imposible que la colisión de un asteroide contra la Tierra genere un agujero negro. Se puede formar uno por la colisión de dos cuerpos masivos, pero tienen que ser muy compactos, estrellas de neutrones. Cuando la suma de sus masas supera el límite de Tolman–Oppenheimer–Volkoff (entre dos y tres masas solares), como no existe ningún objeto compacto conocido entre las estrellas de neutrones y los agujeros negros, si en la colisión se supera dicho límite el único resultado posible será un agujero negro. Por fortuna, la colisión de objetos como asteroides, planetas o estrellas enanas como el Sol no puede generar un agujero negro.

La respuesta a la segunda pregunta requiere un reflexión más detallada. De hecho, siendo muy improbable, no se puede afirmar que sea imposible que un agujero negro con la masa de un asteroide colisione con la Tierra. Los agujeros negros con una masa tan pequeña son muy pequeños. Si su masa es menor que la del planeta enano Ceres, unas 0.00015 masas terrestres, el agujero negro tendrá un radio menor de 1.3 μm (micrómetros), o 1330 nm (nanómetros). Lo que puede pasar en la colisión de este agujero negro con la Tierra depende del parámetro de impacto (distancia al centro de la Tierra en su punto más cercano) y de su velocidad relativa. En el peor caso, si se dirigiera justo hacia el centro de la Tierra, acabaría atrapado en su campo gravitacional en un movimiento oscilatorio de amplitud decreciente hasta acabar parándose en su núcleo. En los casos más probables su órbita sería hiperbólica y acabaría escapando de la Tierra, permaneciendo un tiempo pequeño en su interior.

¿Podría devorar la Tierra un agujero negro de tamaño micrométrico situado en su centro? Un cálculo sencillo muestra que su temperatura de Hawking es de 137 K, que es inferior a la del interior de la Tierra (unos 5700 K). Así la materia de alta densidad del núcleo terrestre sería devorada por el agujero negro cuya masa y tamaño iría creciendo con el tiempo. Este proceso es lento y su masa crecería en un factor de diez cada mil años, así que acabaría devorando la Tierra completa en unos seis millones de años (he estimado este tiempo asumiendo un ritmo similar al de la evaporación de Hawking).

¿Puede existir un agujero negro primordial con la masa de un asteroide en la actualidad? Con una temperatura de Hawking en el vacío de 137 K, su vida media será de unos 20 × 1039 años, unos millones de billones de billones de veces mayor que la edad del universo. El universo era más caliente que este agujero negro durante sus primeros 50 millones de años (o sea, un desplazamiento al rojo cosmológico de z ~ 50), así que hasta entonces habría devorado materia a su alrededor y habría crecido de tamaño. Así que habría que suponer que se formó con una masa muy inferior y fue creciendo de tamaño hasta llegar a ese momento con la masa de un asteroide. El cálculo no es sencillo, pero no veo inconveniente a que un agujero negro primordial con dichas características haya subsistido hasta la actualidad.

Así que, siendo muy, pero muy improbable, no me parece imposible que un agujero negro primordial de la masa de un asteroide colisione con la Tierra. Para los cálculos de la radiación Hawking he usado el Hawking radiation calculator de Viktor T. Toth, y para los cálculos de la temperatura del fondo cósmico de microondas (que decae con la inversa de z+1) he usado el Cosmology Calculator de Ned Wright.

Y para finalizar, quizás te preguntes si ¿es realista la representación del agujero negro realizada por Epic Games? La imagen es animada y cambia conforme rota lo que rodea al círculo negro central. Obviamente, no lo es, como ya sabrás tras haber visto la película Interstellar y las representaciones gráficas que han acompañado a la imagen de M87* obtenida por EHT. A mí me recuerda, y quizás sea la fuente de inspiración de los grafistas de Epic Games, a la imagen de un cuerpo en espaguetización al caer en un agujero negro de unas cien masas terrestres, como la mostrada en esta figura del artículo de Vitor Cardoso, “The hole picture,” Nature Reviews Physics (09 Oct 2019), doi: https://doi.org/10.1038/s42254-019-0119-2.



12 Comentarios

  1. Pienso como alguien que quiere ser escritor de ciencia ficción… ¿A lo largo de esos seis millones de años, qué tipo de efectos podrían darse, y en qué escala de tiempo? Apasionante reflexión científica, por cierto.

  2. Forntine apesta y no deberías dedicar ni un solo segundo de tu tiempo a darle el más mínimo pábulo a un “videojuego” que viene a ser a los videojuegos lo que el reggeaton a la música, o lo que es lo mismo, basura.

    1. A mi me resultó interesante el post. De hecho hace poco me estaba preguntando si existía la posibilidad de que hallan muchos agujeros negros de tamaño muy pequeño orbitando en nuestra galaxia…

      En este caso muy poco importa la calidad del videojuego. Aquí se está analizando la idea de los creadores desde una perspectiva científica. Siempre me resultó interesante ver qué tan posibles este tipo de argumentos de ficción, y a la vez creo muy necesaria la bajada a la realidad ya que muchas veces la gente cree en lo que ve, aunque sea sólo una película, videojuego, etc.

  3. Más allá de la causa que motivó el artículo, me parece muy interesante la divulgación de este tema. Puestos a especular con las posibilidades -pequeñas, pero no descartables- resulta probable que el buscado planeta adicional del sistema solar haya existido y luego fuera devorado por un AN primordial que se asentó en su centro y que continuó en la misma órbita solar del planeta. No lo vemos porque al ser de masa planetaria es pequeño, pero su influencia gravitatoria se mantiene. Además, al no estar engullendo materia actualmente, tampoco emite en rayos x o cualquier otra radiación. Estimo que su eventual descubrimiento sólo sería posible por la distorsión (mínima) que podría ocurrir si pasa por delante de una estrella alineada con la tierra.

    1. Sí, la manera de detectarlo seria usando la técnica del microlensing. Es la misma técnica que se usa para descartar los agujeros negros como fuente de toda la materia oscura, porque si existieran tantos ya se habrían detectado por microlensing. Una cosa similar para en el sistema solar, la no detección de microlensing en todos los años de observación permite poner cotas a la masa y cantidad de agujeros negros que pueden haber por nuestra vecindad

    1. ajcr:

      Descúbrelo por ti mismo. Busca la ecuación para el radio de Schwarzschild de un agujero negro en función de su masa ; ya tienes el radio del agujero, sólo busca en la web objetos suficientemente masivos para colapsar en un agujero de ese tamaño 😉

  4. Vamos, que es tan realista como el de la pelicula de Disney “El Abismo Negro” -ya podian los traductores haberse molestado en dejar solamente “abismo negro” para el titulo, no tener en el dialogo “abismos negros” en vez de “agujeros negros” -claro esta, hay un libro de Asimov donde tradujeron “agujeros negros” como “ventanas negras”-.

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