¿Es mortal la radiación de Hawking?

Cuando se habla de radiación, tres cantidades son importantes: la naturaleza de la radiación, su energía y la intensidad.

Se supone que la radiación de Hawking es causada por la aparición espontánea de partículas en la vecindad del horizonte de eventos. Dependiendo de la masa del agujero negro, diferentes partículas dominan la radiación de Hawking. Pero, en general, varias partículas forman la radiación, desde fotones (radiación EM) a través de electrones, positrones, neutrinos hasta gravitones y todo tipo de otras cosas exóticas. Por ejemplo, los electrones están cargados y, por lo tanto, interactúan muy fuertemente con la materia (nosotros). Los fotones también interactúan fuertemente, pero los neutrinos y los gravitones interactúan de manera insignificante. Los positrones y otras antipartículas pueden representar un problema, ya que al contacto se aniquilan con la materia, que generalmente no desea experimentar en su propio cuerpo.

A continuación debemos hablar de energía. Los fotones de baja frecuencia, así como los electrones lentos de baja energía, interactúan fuertemente con la materia, pero solo causan perturbaciones menores. La radiación EM de alta energía, así como los electrones muy rápidos, pueden causar daños considerables. La radiación de Hawking es una radiación de cuerpo negro, lo que significa que las partículas constituyentes exhiben un rango muy amplio de energías con un máximo correspondiente a la temperatura del cuerpo negro. Por ejemplo, el Sol tiene una temperatura de la superficie de aproximadamente 5500 K y, por lo tanto, emite luz en todas las frecuencias, desde la radio hasta los rayos gamma, pero el máximo de fotones tiene longitudes de onda de aproximadamente 500 nm (luz visible, no es una coincidencia que esta sea la parte del espectro EM evolucionamos para percibir con nuestros ojos). Afortunadamente, la temperatura correspondiente de la radiación de Hawking es un orden de magnitud menor que la del Sol, por lo que la mayoría de las partículas tendrán energías muy bajas. Cualquier fotón emitido por un agujero negro será, muy probablemente, ondas de radio, que no representan un gran riesgo para nosotros.

Lo último es la intensidad. Incluso las ondas o partículas de baja energía son peligrosas cuando hay muchas. El Sol es confortablemente cálido, aunque demasiado brillante para mirarlo directamente desde la superficie de la Tierra, pero si estuviera parado en la superficie del mercurio o, lo que es peor, en una órbita cercana alrededor del Sol, podría cambiar la idea de el sol es cómodo (si lo logras antes de quemar). La intensidad de una fuente puntual (o una fuente esférica en el caso de un horizonte de estrella / evento) disminuye con el cuadrado de la distancia. Incluso si la radiación de Hawking fuera peligrosa a cierta distancia [matemáticas] r [/ matemáticas], moverse diez veces más lejos reduciría la intensidad cien veces. Dado que la temperatura de la radiación del cuerpo negro de un agujero negro es muy pequeña, lo que significa que las frecuencias y el flujo de energía total (que aumenta con la cuarta potencia de temperatura) son muy pequeños en comparación con, por ejemplo, el Sol, es posible que no Ser un riesgo grave de la radiación de Hawking incluso muy cerca de los agujeros negros.

Por otro lado, hay muchos fenómenos diferentes que son mucho más peligrosos para un astronauta hipotético cerca del horizonte de eventos. Para empezar, las fuerzas de marea podrían ser tan grandes que lo matarían antes de que se pudiera medir la radiación de Hawking. Si hay algo de materia interestelar o interplanetaria orbitando el agujero negro, la fricción hace que caiga lentamente dentro de la singularidad, aumente enormemente su velocidad y temperatura orbitales y cree lo que se conoce como un disco de acreción. Estas son algunas de las fuentes de luz más brillantes del universo, que producen radiación intensa y de alta energía que freiría a cualquiera incluso antes de que los efectos de las mareas o la radiación de Hawking puedan representar una amenaza.

Advertencia de salud: no he vuelto a verificar los números, por lo que podrían ser unos pocos órdenes de magnitud incorrectos. Sin embargo, los principios deben ser correctos.

Esto depende del tamaño del agujero negro y de qué tan lejos esté. Los agujeros negros que se generan actualmente a partir de grandes estrellas emiten muy poca radiación.
Los riesgos de fuentes externas de radiación em no aumentan mucho, ya que (incluso en el horizonte de eventos) la gravedad del agujero negro simplemente duplica la temperatura efectiva.

Pequeños agujeros negros irradiarán a temperaturas mucho más altas. Un agujero negro cuya radiación es equivalente a la temperatura ambiente ‘solo’ pesaría 1/5 tanto como la luna y tendría un diámetro más pequeño que un cabello humano. No existe un mecanismo conocido que pueda producir este tamaño de agujero negro en el universo actual, pero fácilmente podría haber agujeros negros primordiales de este tamaño y menores (sobrevivientes del universo primitivo).
Un agujero en el rango desde aquí hasta aproximadamente 1/1000 de la masa (estimación aproximada, no calculada correctamente) lo desgarraría gravitacionalmente mucho antes de que estuviera lo suficientemente cerca como para tener un problema con la radiación. Esto deja la posibilidad de agujeros negros primordiales de masa por debajo de aproximadamente 1/5000 lunas que podrían causar enfermedades por radiación letales si encontraras una manera de mantenerte a distancia por demasiado tiempo (dada la temperatura de radiación muy alta, esto sucedería a distancias mucho mayores que quemaduras).

¿Qué tan cerca estás del agujero negro? Pasa de ser más frío y más oscuro que el brillo CMBR por encima de la masa de la Luna, pasando a ser tan caliente como una estrella enana blanca hasta los últimos segundos de su vida, luego explota en un estallido de rayos gamma equivalente a varios gigatones de TNT Hemos encontrado aproximadamente 15 candidatos para tales agujeros negros primarios evaporativos de baja masa en unos 100 años luz, durante unos pocos años de observación. La vida de la Tierra todavía está aquí.

Entonces, “ Sí, es mortal, si estás cerca en los últimos segundos.

No a menudo, pero otros efectos de estar cerca de un agujero negro definitivamente te matarán.

Un agujero de bloque típico de tres masas estelares o más no emite mucha radiación ionizante. Los agujeros negros pequeños, por otro lado, tienen temperaturas mucho más altas y salen en explosión. Eso es peligroso.

Las fuerzas de marea y el anillo de plasma caliente alrededor de un agujero negro son las principales amenazas.

La radiación de Hawking no es mortal porque nunca se ha visto. Si se hubiera detectado, el profesor Hawking seguramente habría recibido el Premio Nobel. Si finalmente se detecta, vea la respuesta de Patrick Gono.

No creo que sea posible ser dañado por la radiación de Hawking. Para obtener cualquier intensidad, uno debería acercarse razonablemente al horizonte de eventos de un agujero negro. Aquí la diferencia en g entre su cabeza y sus pies resultaría en una muerte dolorosa, peor que el estante medieval, pero más rápida.