En primer lugar, debemos recordar que los agujeros negros no “chupan”. He escuchado a la gente decir “agujeros negros como estrellas” o “engullir todo en las cercanías” y así sucesivamente. De hecho, es solo gravedad en acción. Los objetos “caen” en un agujero negro cuando se acercan demasiado.
No imaginemos que solo porque un agujero negro es una ‘estrella muerta’ ya no puede ‘morir’. Los agujeros negros terminan sus vidas al evaporarse. La razón por la cual los agujeros negros se evaporan es que tienen temperatura, y todos los objetos con temperatura emitirán radiación. Esto se conoce como RADIACIÓN DE HAWKING. Por ejemplo, para un agujero negro de masa solar, la temperatura sería de unos 60 nano Kelvin (60 billonésimas de Kelvin), muy cerca del cero absoluto. A 60 nano Kelvins, el agujero negro de la masa solar * emitirá principalmente ondas de radio de muy baja frecuencia. De hecho, durante la mayor parte de la vida útil de un agujero negro, estaría emitiendo ondas de radio de muy baja frecuencia. (* No existe un proceso conocido que pueda crear agujeros negros con una masa mucho más pequeña que unas pocas masas solares. Los agujeros negros más pequeños que se pueden crear son los restos de explosiones de estrellas de supernovas. Para las estrellas más pequeñas, el remanente de la supernova la explosión terminaría siendo una enana blanca o una estrella de neutrones. Solo las estrellas más grandes darán como resultado un remanente que es más pesado que unas pocas masas solares y estas no se detendrán en la etapa de enana blanca o estrella de neutrones, y continuarán colapsar para convertirse en un agujero negro.)
Los pares de partículas virtuales se crean constantemente cerca del horizonte del agujero negro, ya que están en todas partes. Normalmente, se crean como un par de partículas-antipartículas y se aniquilan rápidamente entre sí. Pero cerca del horizonte de un agujero negro, es posible que uno caiga antes de que ocurra la aniquilación, en cuyo caso el otro escapa como radiación de Hawking.
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Los científicos creen que los agujeros negros estelares más conocidos tardarían mucho más tiempo que la edad actual del universo en evaporarse y desaparecer por completo. Esta es la razón: la temperatura de la radiación cósmica de fondo de microondas es de 2.70 Kelvin. Dado que los agujeros negros tienen una temperatura más baja que eso, en realidad obtendrán energía de la radiación CMB que están capturando de lo que irradiarían a través de la radiación de Hawking. Sin embargo, la temperatura del CMB está disminuyendo con el tiempo y eventualmente se acercará a 0 Kelvin, luego todos los agujeros negros comenzarán a evaporarse.
Curiosamente, según Stephen Hawking, en las últimas etapas de la evaporación de un agujero negro, actúa como un cuerpo muy caliente que emite mucha radiación, y finalmente explotan al final de sus vidas. Cerca del final de la vida de un agujero negro, la tasa de emisión sería extremadamente alta, y se liberarían alrededor de 10 ^ 30 erg en la última décima de segundo. Esta es una explosión bastante pequeña para los estándares astronómicos, pero es equivalente a aproximadamente 1 millón de bombas de hidrógeno de un megatón. Todos los agujeros negros terminan sus vidas de la misma manera con el mismo tipo de explosión. La masa inicial decide cuánto tiempo se tarda en evaporarse y explotar. Por supuesto, podría haber agujeros negros mucho más pequeños que se formaron por fluctuaciones en el Universo temprano; cualquier agujero negro de masa de menos de 10 ^ 15 g ya se habría evaporado hace mucho tiempo.
Los neutrinos tienen una masa de reposo distinta de cero, por lo que a medida que el agujero negro se evapora y se contrae lentamente, la temperatura aumenta y, en algún momento, el agujero negro podría comenzar a emitir neutrinos además de fotones. En este punto, el agujero negro se volverá “blanco” ya que emitirá fotones en el rango visible del espectro, como nuestro Sol. Esta emisión de neutrinos comenzaría cuando el agujero negro tenga una masa igual a aproximadamente una millonésima parte de la masa de la Tierra. Este régimen de emisión de luz visible y neutrinos comenzará cuando el agujero negro esté todavía 10 ^ 23 veces la edad actual del universo lejos de explotar. Un agujero negro de esta masa es tan grande como el grosor de una membrana celular. ¡Entonces será muy pequeño pero extremadamente caliente por mucho tiempo! A medida que el agujero negro continúa reduciéndose, y cuando la temperatura del agujero negro alcanza los 10 mil millones de Kelvin, también se pueden emitir electrones y positrones, junto con rayos gamma de muy alta energía.
A medida que la temperatura aumenta más y más, el agujero negro emitirá más tipos de partículas y antipartículas, básicamente, si la temperatura del agujero negro es lo suficientemente alta como para crear estas partículas, lo hará. Los detalles de los últimos microsegundos o nanosegundos de la vida útil de un agujero negro dependerán de los detalles de la gravedad cuántica, y los científicos no tienen una teoría de la gravedad cuántica en este punto que pueda calcular esos detalles.
