¡La radiación de Hawking es el resultado de hacer mecánica cuántica fuera de un agujero negro! En resumen, un observador estacionario fuera de un agujero negro, según la mecánica cuántica, mide con precisión un espectro térmico de radiación que se origina en el agujero negro. La forma que tome esta radiación depende de los campos cuánticos que habitan el universo, pero este resultado crucial se mantendría en cualquier caso; fotones o sin fotones!
En última instancia, no creo que haya realmente ninguna forma de visualizar lo que está sucediendo. Para mí, lo tomo como consecuencia de hacer mecánica cuántica cerca de un agujero negro *. Supongo que pienso (y creo que los físicos quizás deberían pensar más correctamente) en la radiación de Hawking como un proceso, no un “sustantivo”. Algunas personas han inventado explicaciones que involucran pares de partículas virtuales que salen del vacío en el horizonte, donde uno sale y otro cae, etc. y el tipo saliente es la radiación de Hawking, pero realmente no compro esto, principalmente porque no No creo que existan partículas virtuales. El cálculo original de Hawking no se preocupa por nada de esto de todos modos.
Los agujeros negros en la naturaleza, ingenuamente, ciertamente parecen violar la conservación de la información . Esto se debe precisamente a la naturaleza de la radiación de Hawking: es exactamente térmica. Esto significa que, sin importar lo que pase, emerge el mismo espectro de radiación . Evidentemente, es ingenuamente imposible reconstruir la información relativa a las cosas que caen a partir de lo que, en este sentido, es solo blanqueamiento. Algunos argumentan que si hace el cálculo con cuidado, en principio puede recuperar esta información, pero que yo sepa, no hay consenso sobre si esto es posible o no.
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En lo que respecta a las cosas que caen en el horizonte (como sus fotones), hay dos campos. Uno (estoy de acuerdo con ellos) sostiene que debido al principio de equivalencia de Einstein (en términos generales, que ningún parche local de espacio-tiempo es en ningún sentido “especial”), un observador que caiga a través del horizonte de eventos no notaría nada particularmente especial (aunque ¡Probablemente sería un espectáculo de luces interesante!), simplemente continuarían. Es solo cuando se acercan a la singularidad que las cosas se ponen tensas: las fuerzas de marea cercanas a la singularidad en el centro finalmente romperán cualquier cosa en pedazos ! El segundo campamento apoya el argumento del cortafuegos, que afirma que la paradoja se resuelve con un muro impasible de cuantos de energía extremadamente alta que habitan en la región justo detrás del horizonte. Como relativista, soy menos comprensivo con este punto de vista, ya que prefiero esperar que resolver la paradoja de la información no requiera renunciar al principio de equivalencia de Einstein (en el que se basa la teoría de la relatividad general de Einstein). No obstante, si esto es cierto, cualquier cosa que entre en el horizonte del agujero negro sería destruida inmediatamente por este “cortafuegos”.
* La razón por la que esto sucede es bastante complicada y, lo más elegante, requiere comprender la formulación integral de los estados mecánicos cuánticos. Como mínimo, lo que se puede hacer es ver que los operadores de creación / aniquilación que actúan en el estado de vacío en el espacio de Minkowski corresponden a aquellos en un estado térmico desde el punto de vista de un observador a una distancia fija fuera del agujero negro ( y, por lo tanto, un observador que acelera uniformemente). Este último enfoque es bastante feo pero manejable con algo de trabajo. Todo esto es consecuencia del hecho de que, en general, la ontología de los estados mecánicos cuánticos depende de una elección de coordenadas. En otras palabras, lo que un observador llama un “estado de vacío”, otro observador (con un sistema de coordenadas diferente) podría llamar un “estado excitado”. De hecho, el ejemplo en cuestión es precisamente una instancia de esto.
