La resolución es Stephen Hawkings proporciona un argumento detallado de por qué los agujeros negros no pueden reducirse de los medios de la mecánica no cuántica. Luego proporciona una forma en que pueden reducirse a través de la mecánica cuántica …
Para comprender mejor, veamos exactamente qué sucede con los diferentes tipos de agujeros negros. Hay cuatro tipos diferentes de agujeros negros: agujeros negros supermasivos, agujeros negros estelares, agujeros negros macro y agujeros negros micro (cuánticos).
Todos los agujeros negros pueden encogerse en teoría, pero yo diría que en la práctica es casi imposible que los agujeros negros supermasivos y los agujeros negros estelares se encojan.
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AGUJEROS NEGROS CUANTUM
Primero cubramos los agujeros negros cuánticos. En teoría, esto no puede hacer NADA más que reducirse.
Un agujero negro cuántico es un agujero negro tan pequeño que está hecho de colisiones de partículas fundamentales a energías que la mecánica cuántica alta se vuelve más importante que la gravedad. Hay dos formas en que un agujero negro puede reducirse. La primera materia puede hacer un túnel cuántico fuera del horizonte de eventos. En segundo lugar, la materia de radiación de Hawking se puede perder del agujero negro. Resulta que estos dos métodos son realmente diferentes formas de describir lo mismo. El principio de incertidumbre simplemente no permite que la materia se limite a la densidad del agujero negro durante mucho tiempo. Un agujero negro cuántico decaerá casi instantáneamente. Debido a que un agujero negro cuántico es tan pequeño y se descompone tan rápidamente, no hay forma posible de que se le agregue materia antes de que se descomponga. Como tal, un agujero negro cuántico no puede crecer una vez formado, solo encogerse.
AGUJEROS NEGROS MACRO
Los macro agujeros negros son aquellos demasiado pequeños para haberse formado por un colapso estelar, y demasiado grandes para considerarse un agujero negro cuántico. Probablemente no existan, ya que no conocemos ningún mecanismo para crearlos. Si se crearon en el universo primitivo, o crecieron al tamaño de un agujero negro estelar, o se han desvanecido. Sin embargo, si existieran, estos son uno de los tipos de agujeros negros raros que pueden crecer o reducirse fácilmente en el universo actual. Si dejaras caer una al sol, consumiría todo el sol y crecería a tamaños estelares. Si coloca uno en la órbita lejos de todo lo demás, simplemente irradiará energía de la radiación de Hawking hasta que se reduzca a un agujero negro cuántico …
AGUJEROS NEGROS ESTELARES
En su mayor parte, los agujeros negros estelares solo pueden crecer. Hay algunos mecanismos básicos que podrían reducir un agujero negro estelar:
1. Radiación de Hawking. Predecimos que eventualmente los agujeros negros estelares se descompondrán debido a la radiación básicamente térmica en la descomposición de los agujeros negros. Sin embargo, actualmente el universo está demasiado caliente para que ocurra este efecto. Los agujeros negros ganan más energía de la que pierden a través de este proceso.
2. Radiación de ondas gravitacionales. En la mayoría de los casos, esto es insignificante. Sin embargo, Ligo recientemente detectó una onda de gravedad de dos 30 agujeros negros de masa estelar que colisionaron. En el proceso de colisión, se emitieron 3 masas estelares de energía en forma de ondas gravitacionales. Esencialmente el 5% de las masas totales de agujeros negros. Ahora debe tenerse en cuenta que esto no resultó en la reducción de los agujeros negros, sino que resultó en un nuevo agujero negro que era incluso más grande que cada uno de los originales. Es posible que los agujeros negros y la materia ordinaria tengan casi un impacto. Esto se llama el proceso de Penrose que también emite una onda gravitacional. La ergosfera del agujero negro se reducirá, pero no el horizonte de eventos real. Hawking no estaba hablando de esto cuando dijo que una pérdida de energía reduciría el horizonte de eventos.
Existen otros métodos en los que un agujero negro puede emitir una pequeña cantidad de energía desde fuera del horizonte de eventos, y esos dos podrían reducir los agujeros negros. Sin embargo, son efectos tan pequeños que los agujeros negros aún obtienen más energía de la que pierden solo por la radiación ambiental sola. Todos los agujeros negros de masa estelar en el universo están creciendo.
AGUJEROS NEGROS SUPERMASIVOS
En su mayor parte, el mismo análisis para los agujeros negros estelares se aplica a los agujeros negros supermasivos.
