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Enviado por : Michael Artime
2005-06-16 14:24:00


Duda sobre radiación Hawking y evaporacion de agujeros negros

Un lector me ha planteado recientemente una duda sobre agujeros negros que se desinflan. Decía haber oído dos definiciones distintas de la radiación de Hawking. Gracias a Google he encontrado la respuesta que dos astrónomos de la NASA dieron a otro lector con esta misma pregunta allá en el 2001.

Pregúntale a un astrónomo especialista en altas energías

La pregunta

(remitida el 25 de noviembre de 2001)

Tengo un pequeño problema al tratar de entender la radiación de Hawking y la evaporación de los agujeros negros. Hasta el momento he escuchado dos explicaciones diferentes a la radiación de Hawking. Una dice que se debe a la separación de pares de partícula/antipartícula debida al intenso campo gravitatorio del agujero negro. La otra que se origina por el escape de algunas partículas que, debido a incertidumbres cuánticas en la velocidad de las partículas subatómicas, pueden viajar brevemente más rápido que la luz.

Al mismo tiempo, mi conocimiento actual sobre la evaporación del agujero negro es que debido a la radiación de Hawking, los agujeros negros realmente emiten energía, y que finalmente se evaporarán debido a esta pérdida de energía. Esto no concuerda con el contexto de la explicación de la radiación de Hawking basada en pares partícula/antipartícula. Parece que el agujero negro debería en realidad aumentar de tamaño porque de hecho gana materia/energía a través de este proceso. El par partícula/antipartícula no es ciertamente parte del agujero negro sino energía que este toma prestada. ¿Podríais por favor darle sentido a todo esto?

La respuesta

Gracias por tu pregunta. Tienes razón en lo de que existen múltiples formas de visualizar la generación de la radiación de Hawking. La primera es ciertamente la de la separación de pares virtuales de materia/antimateria debido a la intensa fuerza gravitatoria ejercida por el agujero negro y la otra es el llamado efecto túnel cuántico de una partícula, por ejemplo un fotón, que consigue llegar fuera del horizonte de sucesos de un agujero negro.

Ambos casos describen la evaporación de un agujero negro. El mejor modo de entender el por qué de la pérdida de energía de un agujero negro (en el escenario materia/antimateria) es que las partículas se crean en realidad a expensas de la energía gravitatoria (lo cual lo relaciona entonces con las propiedades del espacio-tiempo). Considera el siguiente ejemplo: Digamos que existe una partícula moviéndose hacia una masa muy grande – la partícula siente el tirón gravitatorio de la masa. El campo gravitatorio de la masa ejerce una energía potencial sobre la partícula que se convierte en energía cinética de la partícula en movimiento. Para conservar la energía total, la energía potencial de la masa se hace más negativa. En realidad, la masa experimenta una pérdida de energía potencial mientras que la partícula experimenta una ganancia de energía cinética. En un modo similar, en el horizonte de sucesos, dos partículas virtuales - digamos fotones – se separan por causa de la fuerza gravitatoria del agujero negro; una añade energía negativa al agujero negro, la otra (ahora una partícula real) escapa.

Tal vez deberías visitar esta página web:
http://library.thinkquest.org/C007571/english/advance/english.htm (en inglés)

Espero haberte ayudado,
Georgia & Koji
Para "Pregúntale a un astrónomo especialista en altas energías"


Fuente noticia NASA

Traducido por Miguel Artime para:


Enlace: http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/011125b.html


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    Enviado por : estuvo uy aburrido
    09-May-2006  01:43 CET

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    Enviado por : chino
    11-Abr-2006  22:41 CET

    mala la wea culiaa
    mentasela por el culo


    Enviado por : chino
    11-Abr-2006  22:41 CET

    mala la wea culiaa
    mentasela por el culo


    Enviado por : Zachiel
    06-Mar-2006  17:15 CET

    Para Galileo:

    Por eso mismo. Los pares virtuales estan por naturaleza ya aniquilados, por eso son virtuales y son basicamente nada. Lo que propone la radiacion de Hawking como bien sabes es revertir ese estado y el principio de incertidumbre tiene un umbral en cuanto al concepto de aniquilacion instantanea en realidad es aproximadamente 10^-22 seg. Durante ese brevisimo tiempo que precisamente es estimado en base al principio de incertidumbre estos pares existen tal cuales antes de aniquilarse mutuamente por su misma naturaleza. durante este brevisimos tiempo una fuerza los suficiente mente grande (como la gravitacion de un agujero negro) puede absorver uno de ellos y el otro irradiarse hacia afuera. para que esto ocurra es necesario que ocurra exactamente en el horizonte de el agujero negro.
    Por lo mismo el par virtual absorbido al ser una antiparticula anula una diminuta masa del agujero, acercandolo una particula mas hacia su evaporacion.
    Si es o no posible quiza el tiempo lo dira.
    Pero si de este momento empezamos a decir que esto y aquello no se puede sera mejor que nos sentemos de una vez a esperar que la entropia acabe lentamente con nuetro universo y no tratar de hacer nada al respecto.


    Enviado por : Galileo
    09-Ene-2006  10:03 CET

    La "radiación de Hawking" no es posible

    Eso de que un agujero negro atrapa una partícula de un par virtual electrón-positrón y la otra como no es atrapada y a su vez tampoco es aniquilada se libera-permanece, no puede ser. Porque tanto si se aniquilan por la vía de interacción partícula-antipartícula, como si no, toda partícula virtual se desintegrará por sí misma y del modo que sea como lo exige el principio de incertidumbre:

    Por su propia naturaleza una partícula virtual se desintegra en un instante. Por otro lado el principio de incertidumbre respecto a la conservación de la masa/energía no permite su permanencia como partícula real.

    Precisamente el corto alcance de la fuerza fuerte y débil se debe a que el tiempo de vida de gluones y bosones (que son partículas virtuales) se desintegra tan pronto que no tienen tiempo de abandonar el núcleo...el principio de incertidumbre y su préstamo de energía siempre debe ser devuelto o la energía SÍ SE CREARIA CONTRADICIENDO LA PRIMERA LEY TERMODINAMICA, y el modelo convencional atómico.

    Los fotones virtuales, no necesitan ninguna antipartícula para desintegrarse y respetar la devolución el préstamo de energía...


    Si alguien conoce una explicación que permita la radiación de Hawking, estaría encantado de conocerla.

    Sobre la evaporación de un agujero negro, tampoco me convence el mecansimo del efecto túnel para que una partícula pueda escapar de la singularidad, pues para empezar, tendría que volverse a formar/recomponer de manera estable, para eso necesitaría neutrinos y el medio adecuado que lo posibilite, y al menos por lo que sabemos tal medio está completamente degenerado... No encuentro nada que nos permita suponer que tal teoría sea posible y/o probable.

    Una partícula virtual no cae en ningún sitio (agujero negro) por que se desintegra al instante, ni se escapa de ningún sitio porque se desintegra al instante, que para eso son virtuales y así lo exige el principio de incertidumbre de heisenberg. Osea, que dejémonos de incongruencias que además son absurdas.



    Además, no hay nada que justifique lo que pretende Hawking en cuanto que una se va hacia el agujero con más fuerza/dirección y la otra no; pues en el mismo instante de formarse, ambas ocupan la misma posición y son igualmente atraídas por la gravedad y por su polaridad. No tienen tiempo de separarse lo suficiente como para que una sea más atraída que otra por la gravedad del agujero negro y su sentido del movimiento a favor de la gravedad. En realidad para que ambas partículas se separen necesitan fuerza expansiva/antigravitatoria, fuerza que desaparece ante la enorme gravedad del horizonte de sucesos. Si el par se produce más lejos del horizonte de sucesos la gravedad no tiraría a favor de la separación de una de ellas suficientemente y la atracción por polaridad prevalecería...aniquilándolas.

    Formación de Pares Electrón-Positrón. Gasto Atómico y Naturaleza de la fuerza débil y fuerte

    Premisa:

    La energía oscura regula la expansión o acercamiento de los pares electrón positrón haciendo que se aniquilen y retornen a la virtualidad, o que por el contrario se mantengan en interacción entrelazada pero sin aniquilamiento; para ello utiliza su capacidad de superposición y de decoherencia regulada...

    Demostración:

    Ustedes saben que a pesar de la expansión del universo, los átomos siguen manteniendo sus dimensiones, los planetas sus órbitas, distancias, etc. Pues por el mismo comportamiento empírico universal los Pares Electrón - Positrón no se ven afectados en el sentido de que por ello se vean ni más ni menos atraídos y por ello obligados a no aniquilarse o aniquilarse. Esa no fue pues la causa de que los pares virtuales electrón-positrón se transformasen en reales en el comienzo del universo, ni por el contrario esa fuerza expansiva inicial fue capaz de impedir que tales pares formasen el átomo de hidrógeno. Por lo tanto:
    La fuerza que controla la atracción aniquiladora de los pares de partículas y antipartículas es la del Estado NEUTRO de Superposición virtual del vacío. Lo que se demuestra prácticamente comparando el átomo de hidrógeno con el efímero Positrónio.
    La diferencia entre ambos modelos es la gran masa neutra entrelazada con la carga positiva que forma el protón nuclear del hidrógeno. De tal modo, si se quita esa carga neutra el hidrógeno se transforma en positronio y se aniquila o transforma en rayos gamma. Es por tanto la carga neutra que conforma los neutrones y la parte neutra de los protones la que mantiene estable el núcleo y átomo en su controlada expansión y separación de las partículas y antipartículas que todo átomo posee simétricamente mientras no se ionice. Esa fuerza Oscura que conforma las masas neutras tanto del protón como del neutrón al des-superponerse se configura como fuerza débil y fuerza fuerte:

    http://www.astroguia.org/foros/viewforum.php?f=19

    -
    __________________
    De todos los Servicios que puede hacerse a la Ciencia, el más importante es la inyección de nuevas ideas. J.J. Tomson.

    Lo que necesitamos es imaginación. Hemos de descubrir una nueva visión del mundo. Richard Feynman.

    ¿Sabías que Albert Einstein dijo...?
    "El misterio es la cosa más bonita que podemos experimentar. Es la fuente de todo arte y ciencia verdaderos".


    Enviado por : Maikel NAI
    17-Jun-2005  04:38 CET

    A los amantes de la ciencia ficcíon y de las posibilidades casi "mágicas" que abre la mecánica cuántica les recomiendo fervientemente este artículo http://orbita.starmedia.com/cienciayficcion/cuantica.html#cf


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