El efecto Unruh establece que un observador acelerador en un espacio plano observará el estado de vacío definido según un observador inercial como un estado térmico.
Digamos que hay un campo cuántico X definido en el espacio-tiempo y consideremos dos observadores, Alice y Bob. Alice y Bob tienen detectores de partículas que harán “clic” cuando registran excitaciones de partículas del campo cuántico X. Ahora supongamos que Alice y Bob comienzan en un laboratorio donde sus detectores no miden excitaciones de X. Alice y Bob declaran unánimemente que Los campos cuánticos están en el estado de vacío. Ahora Bob se sube a una nave espacial y comienza a acelerar (uniformemente) lejos de Alice. Ahora, curiosamente, su detector comienza a “hacer clic”, a pesar de que el estado del campo cuántico X es el mismo que Alice ahora llama el estado de vacío. El vacío de Bob es en realidad un estado excitado térmicamente.
Todo esto es consecuencia del hecho de que, en general, no existe una definición absoluta de lo que es el estado de vacío. En particular, la definición del vacío requiere una definición de energía (por lo que podríamos, por ejemplo, llamar al estado con menor energía el estado de “vacío”). A su vez, una definición de energía requiere una elección de coordenadas de tiempo. De esta manera, la ontología de los estados cuánticos (los llamemos o no el vacío, o un estado excitado de algún tipo) depende de una elección de coordenadas.
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Como tal, las coordenadas de Alice son tales que lo que ella llama el vacío es en realidad un estado excitado (térmico) desde el punto de vista de Bob (¡en su marco de referencia acelerado!)
Todo esto es el resultado de hacer una teoría de campo cuántico en marcos de referencia no intertiales / fondos de espacio-tiempo curvos.
En el caso de un agujero negro, la curvatura del espacio-tiempo debido al agujero negro es tal que un observador estático (con respecto al agujero negro) es un marco de referencia acelerado (ya que tienen que acelerar continuamente para no caer hacia él). !). En virtud del efecto Unruh, el estado de los campos cuánticos en las proximidades del agujero negro es, por lo tanto, térmico. Este es esencialmente el proceso de la radiación de Hawking. Sin embargo, la temperatura de la radiación de Hawking en la naturaleza es demasiado pequeña para ser observada actualmente (¡hasta donde yo sé!)
Para resumir, el efecto Unruh es un efecto que aparece en la gravedad semiclásica , como, sobre todo, en el caso de los agujeros negros . Este efecto es posiblemente uno de nuestros indicios más valiosos en una teoría cuántica de la gravedad . En particular, debe haber algo apropiadamente restrictivo sobre cualquier teoría cuántica de la gravedad de tal manera que, a bajas energías, los agujeros negros emitan radiación de Hawking.
