¿Un agujero negro irradia o absorbe radiación como un cuerpo negro perfecto (si es así, demuéstralo)?

Un cuerpo negro es solo un ideal teórico, y los agujeros negros solo se acercan razonablemente a este ideal. En teoría, un cuerpo negro es un radiador ideal y un absorbedor de energía en todas las longitudes de onda electromagnéticas y no refleja ninguna radiación.

Sin embargo, los cuerpos negros emiten energía, la energía emitida se conoce como radiación de cuerpo negro. Este es un campo electromagnético que tiene una relación de intensidad versus longitud de onda, lo que significa que depende de la temperatura del objeto. Cuanto mayor es la temperatura, menor es la longitud de onda a la que la radiación es más intensa.

También se sabe que un agujero negro absorbe toda la radiación, pero debido a su inmensa gravedad, nada puede “escapar” y, por lo tanto, no se emite nada. Esto puede llevar a la conclusión de que el agujero negro es un cuerpo negro perfecto.

Pero, en realidad, los agujeros negros son cuerpos negros casi perfectos porque también emiten radiación térmica llamada radiación de Hawking , que es una consecuencia de la interacción del fuerte campo gravitacional fuera del horizonte de eventos con el vacío del espacio que resulta en la producción de pares de partículas ‘virtuales’ debido a fluctuaciones cuánticas, donde una de las partículas cae en el agujero negro, obligando a la otra a liberarse. Por lo tanto, todavía emite radiación a una velocidad inversamente proporcional a su masa, que Stephen Hawking predijo por primera vez. Entonces, si un agujero negro no está acumulando masa desde el exterior, perderá masa por la radiación de Hawking y eventualmente se evaporará. Sin embargo, estas emisiones son tan pequeñas y, en función de su masa, lleva mucho tiempo, comparable a la edad del universo, drenar el agujero negro.

Entonces, si bien un agujero negro puede ser el mejor cuerpo negro conocido por los científicos, no está cerca de un cuerpo negro ideal.

Los agujeros negros no son del todo cuerpos negros, porque las ondas que transportan radiación se refractan a través del espacio curvo cerca del agujero negro de una manera dependiente de la longitud de onda. Hay “factores de cuerpo gris” calculables que multiplican la tasa de emisión y absorción en cada frecuencia.

Puedes “probar” todo esto teóricamente resolviendo ecuaciones de onda en el espacio curvo; ¡Para probarlo experimentalmente tendremos que esperar una expedición a un agujero negro!

Supongo que no es un cuerpo negro perfecto. Un cuerpo negro absorbe toda la radiación incidente sobre él, lo que también es cierto para un agujero negro (¡incluso la luz no puede escapar!). Un cuerpo negro también es un emisor perfecto, mientras que en el caso de un agujero negro, Hawking sugirió que un agujero negro podría emitir radiación electromagnética cerca del horizonte de eventos (¡no viene del interior del agujero negro!) Debido a los efectos cuánticos. Además, ¡no tenemos firmas de observación de tal radiación!