¿Se puede explicar la energía oscura como una especie de radiación de Hawking asumiendo una especie de cosmología de agujero negro?

No, la energía oscura no es radiación de Hawking.

Hay muchas razones posibles, pero permítanme nombrar las más importantes: la llamada ecuación de estado.

Esto es en realidad física de nivel secundario: una relación entre densidad y presión. Como resultado, la densidad de energía (energía dividida por el volumen) y la presión (fuerza dividida por el área) se miden realmente utilizando exactamente las mismas unidades. Por lo tanto, su relación (es decir, la presión dividida por la densidad de energía) es un número simple sin unidades de medida: una llamada cantidad adimensional. Y a los cosmólogos les gusta categorizar “cosas” usando esta cantidad adimensional, a menudo denotada por la letra w .

Entonces, cuando w es 0, tienes cosas sin presión: partículas que (casi) nunca chocan, por lo que solo interactúan entre sí a través de la gravedad. Esto es lo que los cosmólogos llaman “polvo”. Para ellos, todo es polvo que no tiene una presión significativa. En realidad, esto incluye cosas que normalmente no llamaríamos polvo, como gases, líquidos, incluso estrellas y planetas (vistos como partículas). Así que esencialmente toda la materia ordinaria de la que estamos hechos es solo “polvo”.

Obviamente, cuanto más denso es este “polvo”, más grande se vuelve w , y cuando se vuelve lo suficientemente grande, ya no se puede ignorar. Para los cosmólogos, lo suficientemente grande significa w acercarse a 1/3. Este es un valor muy especial: determina la presión de un “gas ultrarelativista”. Gas que es tan caliente que sus partículas vuelan a casi la velocidad de la luz. O para el caso, “gas” que está hecho de partículas que vuelan a la velocidad de la luz … como “gas de fotones”. Así es como lo llamas cuando llenas una cámara (¡o un universo!) Con radiación pura. Ahora la radiación de Hawking también sería así: entonces su ecuación de estado es w = 1/3.

La energía oscura, sin embargo, es un tipo de animal completamente diferente. Para energía oscura, w = -1. Sí, tiene una gran presión negativa . Esto es lo que lo hace tan especial. Déjame explicarte cómo.

Normalmente, para comprimir cosas necesitas hacer un trabajo; ese trabajo se libera cuando las cosas comprimidas pueden expandirse. Pero esto se debe a que la mayoría de las cosas tienen una presión positiva. Con presión negativa, es al revés: trabajas haciendo que se expanda. Esto también se aplica al trabajo realizado por la gravedad: cuando la gravedad funciona en cosas con presión negativa, esas cosas se expanden, por lo que se comporta como si la gravedad fuera repulsiva.

Entonces, ¿qué sucede cuando la gravedad funciona en la energía oscura? La energía oscura se expande. Pero el trabajo realizado por la gravedad tiene que ir a algún lado: se absorbe en esa energía oscura (ahora expandida). ¡Entonces la densidad de energía de la energía oscura permanece constante a pesar del hecho de que ahora ocupa más espacio! Su energía total aumentó por el trabajo realizado por gravedad.

Es por eso que la energía oscura puede abrumar a otros tipos de cosas (como “polvo”). A medida que el universo se expande, todo lo demás se diluye, pero no la energía oscura. Y cuando todo lo demás está tan diluido, la energía oscura sigue siendo dominante, su respuesta a la gravedad (es decir, su tendencia a expandirse, no a contraerse) hace que la expansión del universo se acelere.

Y no, no puedes hacer este tipo de cosas a través de la radiación de Hawking.

EDITAR : El OP agregó una referencia interesante, que sugiere que la energía oscura puede ser la radiación Hawking, pero no la radiación Hawking de los agujeros negros; más bien, radiación de Hawking producida por un horizonte cosmológico. Sin embargo, la referencia original [RH Brandenberger, Rev. Mod. Phys. 57, 1 (1985)] sugiere fuertemente que este concepto es aplicable solo durante la primera época inflacionaria, cuando el Universo era más o menos un universo de Sitter (dominado por la energía oscura). No solo el universo actual no es de Sitter, el horizonte cósmico también está oculto para nosotros por la superficie de la última dispersión, así que, francamente, no veo cómo podría estar presente una radiación similar a la de Hawking. Pero es cierto, como lo demostró Brandenberger, que este tipo de radiación de Hawking tiene la misma ecuación de estado que la energía oscura, lo que niega el argumento que presenté anteriormente. De todos modos, Quora no es el lugar adecuado para discutir sobre los méritos de un artículo, simplemente me sentí obligado a insertar este comentario para no confundir a los lectores y responder a los nuevos detalles de la pregunta.