¿Por qué la radiación puede dejar un agujero negro mientras que la luz no puede?

¿Por qué la radiación puede dejar un agujero negro mientras que la luz no puede?

Los agujeros negros arrojan radiación, principalmente rayos X y rayos gamma, pero la mayor parte de la radiación de los agujeros negros se produce fuera de ella.

Piense en ello como un zombi que destroza el cuerpo de una persona desafortunada y le clava las entrañas y los sesos en la boca con las manos: ve todas las cosas que le faltan en la boca y se manchan sobre su cara y salpicaduras en las paredes y el piso. También puedes ver un poco de saliva verde o negra, si tienes suerte (en esta analogía, esa sería la radiación de Hawking). Pero todo lo que entra en su boca se ha ido.

A medida que la materia cae en el agujero negro, la gravedad la tortura, empuja, exprime y comprime, y toda la otra materia cae en el agujero. Parte de esto podría ser materia de una estrella cercana. Como este asunto es torturado al caer en un agujero negro, produce radiación como rayos X y rayos gamma. Cuanto más se engulle el agujero, más radiación se produce.

Cuando esa materia cae más allá del horizonte de sucesos, seguirá produciendo radiación, pero esa radiación nunca abandonará el agujero. Solo la materia torturada fuera del horizonte de sucesos producirá radiación que podemos detectar.

Y si ahora imaginas un agujero negro como un zombi interestelar, bueno, eso es exactamente lo que son. Son estrellas muertas que comen estrellas vivas.

La radiación nunca deja un agujero negro. Pero la radiación de Hawking se puede producir justo fuera del horizonte de eventos, y robarle al agujero negro algo de su energía de masa.

El proceso es algo como esto:

Se puede producir un par de partículas / antipartículas desde el espacio vacío. En general, esto no ocurre con mucha frecuencia, pero en presencia de una fuerte gravedad, la probabilidad aumenta. Entonces, el área justo fuera del horizonte de eventos de un agujero negro puede producir fotones (que son su propia antipartícula) u otras partículas. Sigamos con los fotones por ahora.

A veces, uno de estos fotones puede ser absorbido mientras el otro escapa. Dado que la energía que posee este fotón en fuga proviene del agujero negro (indirectamente a través de la gravitación), se puede decir que el agujero negro se irradia y pierde energía de masa.

Entonces, los agujeros negros se evaporan (aunque increíblemente lento para los agujeros negros estelares y supermasivos) emitiendo fotones (y otras partículas) que su gravedad masiva ha creado.

Dentro del horizonte de eventos, nada escapa.

“¿Por qué la radiación puede dejar un agujero negro mientras que la luz no puede?”

Si te refieres a la radiación de Hawking, no proviene del agujero negro. Los pares de partículas virtuales creados directamente en el horizonte de eventos producen la radiación: una partícula cae al agujero negro, la otra tiene la oportunidad de escapar de su gravedad.

Por radiación, supongo que te refieres a la radiación de Hawking. No es lo mismo que la radiación normal. La radiación normal está estrechamente relacionada con la luz, los fotones y las ondas. La radiación de Hawking está ligada a partículas virtuales que no entendemos completamente.

Las partículas virtuales tienen la costumbre de aparecer, generalmente en pares de opuestos, uniéndose con la partícula opuesta y luego desapareciendo en el olvido. Si esto sucede en el borde de un agujero negro, no pueden unirse, porque uno ya ha pasado el horizonte de eventos. Entonces, una de las partículas virtuales es atraída hacia el agujero negro, mientras que la otra se convierte en una partícula real y vuela, llevándose consigo parte de la energía gravitacional del agujero negro. Cuando esto sucede suficientes veces, el agujero negro explotará.

La radiación de Hawking es un fenómeno fascinante de pura casualidad. El espacio vacío no está realmente vacío, ya ves. Parejas de partículas virtuales y antipartículas están constantemente apareciendo, contactando entre sí y aniquilando. La radiación de Hawking ocurre cuando estos pares virtuales de partículas-antipartículas aparecen con el horizonte de eventos en el medio. Una partícula cae en el agujero negro, y una se dispara, convirtiéndose en una partícula real y transportando un poco de la energía del agujero negro.

Paradójicamente, esto sucede cada vez más rápido cuanto más pequeño se vuelve un agujero negro.

La radiación de Hawking es creada por el campo gravitacional fuera del horizonte de eventos del agujero negro.

Todos los observadores acelerados experimentan la radiación unruh, y la gravedad y la aceleración son las mismas cosas en general relativamente.