Según las teorías del profesor Hawking, los agujeros negros pierden energía con el tiempo. ¿Por qué? ¿Seguramente ‘capturan’ la misma cantidad de partículas virtuales que ‘liberan’?

Todo este negocio de “capturar antipartículas virtuales” no es de lo que se trata realmente la radiación de Hawking. Hawking lo dijo en el documento original que sentaba las bases para lo que eventualmente se llamaría radiación de Hawking:

Debe enfatizarse que estas imágenes [que capturan antipartículas virtuales] del mecanismo responsable de la emisión térmica y la disminución del área son solo heurísticas y no deben tomarse demasiado literalmente.

pag. 202.

La forma correcta de pensar en la radiación de Hawking es en términos de termodinámica. Los agujeros negros tienen una temperatura inversamente proporcional a su masa. Esta es una visión altamente no trivial. Pero una vez que llegue allí, el resto es solo la maquinaria de la termodinámica / QFT: los agujeros negros que son más calientes que su entorno, por ejemplo, la radiación de fondo cósmico de microondas ~ 3K, emiten radiación de cuerpo negro. El fin.

Incluso en el vacío, el Principio de incertidumbre de Heisenberg nos dice que la energía puede ser ‘prestada’ por un período muy corto de tiempo para producir pares de partículas / antipartículas. Después de ese corto período (que depende de las masas de las partículas) el par se une, liberando la energía inicial de su formación.

Hawking sugirió que, en el borde mismo del horizonte de eventos de un agujero negro, sería posible que el agujero negro absorbiera solo uno de los dos (partícula o antipartícula, no hay diferencia). Esto deja al resto del par sin nada con lo que aniquilar. Un par virtual se ha convertido en un par real, uno de los cuales se escapa del agujero negro.

Un observador en el exterior verá que el agujero negro emite estas partículas reales (anti) con una pérdida de masa resultante del agujero.

Las posibilidades de que uno de los dos escapen es muy, muy, muy … muy, muy pequeña. Es por eso que un agujero negro tarda mucho tiempo en perder una cantidad apreciable de masa.

Porque las partículas que “capturan” son antipartículas. Por lo tanto, cuando el agujero negro absorbe una antipartícula, la antipartícula se aniquilará con una partícula regular en la singularidad del agujero negro, reduciendo efectivamente la masa del agujero negro.

La partícula que se escapa es una partícula regular, sin embargo, por eso la llamamos “radiación”.

Debido a que todo en el universo está infectado con una ley decreciente llamada “Entropía” Todas las cosas se descomponen y eventualmente llegan a su fin. ¿Por qué es así? No lo sé. Sin embargo lo és. Puede tomar billones de años para que un agujero negro se evapore en la nada, pero lo hará, como lo hará el universo en quizás sextillones de años. Mientras tanto, los átomos que forman nuestros cuerpos habrán sido reprocesados ​​un billón de veces en otros planetas, estrellas y galaxias. Finalmente, todo llega a su fin cuando entendemos lo que significa “el fin” . Quizás el final sea un nuevo comienzo.

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