Si los agujeros negros son más fríos que el espacio que los rodea, ¿cómo irradian energía?

Eso violaría la segunda ley de la termodinámica, si el agujero negro solo emitiera radiación y no absorbiera ninguna radiación, y si la radiación emitida causara que el agujero negro se enfriara y el “espacio” se calentara, y si no hubiera otro efecto

Pero a medida que un agujero negro emite radiación, en realidad se vuelve menos masivo y más caliente, y a medida que absorbe la radiación, en realidad se vuelve más masivo y más frío. Los agujeros negros en realidad tienen una capacidad calorífica negativa. En realidad, esto no es tan inusual: es una propiedad bastante general de los sistemas unidos gravitacionalmente.

Entonces, si un agujero negro es más frío que el espacio que lo rodea, es decir, si la temperatura teórica de la radiación de Hawking que emite es menor que la temperatura del campo de radiación que llena el espacio a su alrededor, entonces no irradia energía neta. En cambio, cae más energía en el agujero negro de la que se irradia, y el agujero negro gradualmente se vuelve más masivo y se enfría.

Un agujero negro de aproximadamente la masa de la luna está actualmente en equilibrio teórico con la radiación cósmica de fondo de microondas, que tiene una temperatura de aproximadamente 2.7 K.

Un agujero negro de menos de esta masa irradia más energía de la que absorbe y gradualmente se reduce en masa y emite más radiación de la que absorbe, aumentando su temperatura y calentando el “espacio” a su alrededor.

Estoy de acuerdo con la respuesta de David Kahana. Pero plantea una pregunta interesante. Si el universo continúa expandiéndose a medida que envejece, se vuelve más y más frío. Mientras tanto, la mayor parte de la materia / energía en el universo estará encerrada en agujeros negros. Cualquier agujero negro dado tendrá una temperatura mayor que cero, por lo que a medida que el universo se expande, un agujero negro eventualmente se convierte en un radiador neto.

¿El universo alcanzará una temperatura de equilibrio a pesar de que continúa expandiéndose?

Depende de la masa del agujero negro. Cuanta más masa tienen, más frías son.

Siempre emiten radiación por el hecho de que tienen una temperatura no 0. Al mismo tiempo absorberán la radiación y se calentarán.

En este momento, un agujero negro que es más masivo que aproximadamente la masa de nuestra luna tendrá una temperatura inferior a 2.7K (la temperatura de la radiación de fondo de microondas cósmica) y, por lo tanto, en realidad ganará energía. Cualquier cosa menos masiva perderá energía.

Su pregunta es un poco engañosa … esto se puede entender fácilmente sobre la base de la física normal. Un agujero negro es un cuerpo negro … ahora la mayoría de la gente no entiende este término. Un cuerpo negro no es algo que no emite nada, es algo que absorbe todos y cada uno de los elementos que se le presentan … pero para restablecer la conservación de la energía a medida que el cuerpo negro gana el equilibrio térmico, la tasa de absorción es igual a tasa de emisión. Así que un cuerpo negro y por lo tanto un agujero negro comienza a emitir. Así que el resumen es el mejor absorbente es el emisor de latidos

Busque el libro de Hawking: The Theory of Everything, es un pequeño pasaje en el que comprendería la existencia misma, puede saltar a los agujeros negros que no son tan negros. O si tiene ganas de leerlo todo (lo que literalmente me sorprendió con la narrativa interesante y los grandes descubrimientos), verá que el nivel de entropía aumenta y por qué se comporta así.

No puedo recordarlo, pero espero que esto ayude un poco, para su aprendizaje.

Busque la radiación de Hawking. No hay violación de 2LOT

Sin embargo, los agujeros negros no son fríos, su calor y gravedad te destruyen cuando alcanzas el punto de singularidad.