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viernes, septiembre 22, 2023
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Evaporación del agujero negro: estudio demuestra que Stephen Hawking estaba equivocado

Usando una inteligente combinación de física cuántica y la teoría de la gravedad de Einstein, Stephen Hawking argumentó que la creación y aniquilación espontánea de pares de partículas debe ocurrir cerca del horizonte de eventos (el punto más allá del cual no hay escape de la fuerza gravitatoria de un agujero negro) .

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Una nueva investigación teórica de Michael Wondrak, Walter van Suijlekom y Heino Falcke de la Universidad de Radboud ha demostrado que Stephen Hawking tenía razón sobre los agujeros negros, aunque no del todo. Debido a la radiación de Hawking, los agujeros negros eventualmente se evaporarán, pero el horizonte de eventos no es tan crucial como se creía. La gravedad y la curvatura del espacio-tiempo también provocan esta radiación. Esto significa que todos los objetos grandes del universo, como los restos de estrellas, eventualmente se evaporarán.

Usando una inteligente combinación de física cuántica y la teoría de la gravedad de Einstein, Stephen Hawking argumentó que la creación y aniquilación espontánea de pares de partículas debe ocurrir cerca del horizonte de eventos (el punto más allá del cual no hay escape de la fuerza gravitatoria de un agujero negro) .

Esquema del mecanismo de producción de partículas gravitacionales presentado en un espacio-tiempo de Schwarzschild. La tasa de eventos de producción de partículas es más alta a distancias pequeñas, mientras que la probabilidad de escape (representada por el cono de escape creciente (blanco)) es más alta a distancias grandes. Crédito: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2305.18521

Una partícula y su antipartícula se crean muy brevemente a partir del campo cuántico, después de lo cual se aniquilan inmediatamente. Pero a veces una partícula cae en el agujero negro y luego la otra partícula puede escapar: la radiación de Hawking. Según Hawking, esto eventualmente resultaría en la evaporación de los agujeros negros.

En este nuevo estudio, los investigadores de la Universidad de Radboud revisaron este proceso e investigaron si la presencia de un horizonte de eventos es realmente crucial o no. Combinaron técnicas de la física, la astronomía y las matemáticas para examinar qué sucede si se crean tales pares de partículas en los alrededores de los agujeros negros. El estudio mostró que también se pueden crear nuevas partículas mucho más allá de este horizonte. Michael Wondrak dice: “Demostramos que, además de la conocida radiación de Hawking, también existe una nueva forma de radiación”.

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Todo se evapora

Van Suijlekom dice: “Mostramos que mucho más allá de un agujero negro, la curvatura del espacio-tiempo juega un papel importante en la creación de radiación. Las partículas ya están separadas allí por las fuerzas de marea del campo gravitatorio”. Mientras que anteriormente se pensaba que no era posible la radiación sin el horizonte de eventos, este estudio muestra que este horizonte no es necesario.

Falcke dice: “Eso significa que los objetos sin un horizonte de eventos, como los restos de estrellas muertas y otros objetos grandes en el universo, también tienen este tipo de radiación. Y, después de un período muy largo, eso conduciría a que todo en el el universo finalmente se evapora, al igual que los agujeros negros. Esto cambia no solo nuestra comprensión de la radiación de Hawking, sino también nuestra visión del universo y su futuro”.

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El estudio fue aceptado para su publicación en Physical Review Letters y, mientras tanto, se puede leer una versión del artículo en el servidor de preimpresión arXiv.

SourceSKYCR.ORG
Skycr_editor
Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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