Agujero negro cargado

Se sabe que las ecuaciones de Einstein admiten soluciones para agujeros negros cargados. La métrica Reissner-Nordström en el caso de un agujero negro cargado que no gira y para los agujeros negros cargados giratorios existe la métrica Kerr-Newman.

En la métrica Reissner-Nordström puedo calcular el campo eléctrico, tiene la siguiente forma

F 0 r = − F r 0 = q r 2
Pero no puedo entender lo siguiente. Desde mi punto de vista, cuando dos partículas cargadas interactúan, intercambian fotones entre sí. Si aplico este argumento en el caso de la interacción entre un agujero negro cargado y una sonda cargada, obtendré fuerza cero porque el agujero negro no puede emitir fotones y absorbe todos los fotones. ¿Podemos explicar cómo funciona a nivel cuántico? (¡Me refiero a QED y no a la gravedad cuántica!).

Esta no es una respuesta, pero: si su lógica es correcta, entonces los gravitones tampoco pueden escapar del agujero negro, por lo que una partícula cargada distante no podría sentir la fuerza debido a la repulsión eléctrica o la atracción gravitatoria (ya que ni los fotones ni los gravitones deberían poder escapar del agujero). Claramente, esta forma de pensar de las partículas virtuales que comunican potenciales estáticos debe modificarse.
No quiero hablar de gravitón. Puede ser que la gravedad sea imposible de cuantificar. Es una pregunta difícil. Comencemos con la electrodinámica.
Bueno, los fotones y los gravitones en sí mismos no pueden salir del agujero negro, pero eso no significa que el agujero negro no afecte los campos cuánticos que lo rodean. El agujero negro distorsiona el espacio-tiempo y la EM creando ondas gravitatorias y electromagnéticas. Esta es también la razón por la cual la gravedad y la carga e indirectamente el giro y el magnetismo se comunican desde un agujero negro. Esta es también la razón por la que ocurre la radiación hawking.

Respuestas (1)

El problema es con su imagen de la interacción electromagnética (y en general cualquier) como resultado del intercambio de partículas reales . Sin embargo, las interacciones electrostáticas ∼ 1 / r surgen gracias al "intercambio de partículas virtuales ". Las partículas virtuales no son partículas, se llaman "partículas" porque aparecen en un contexto similar al de las partículas cuánticas reales en las expresiones matemáticas. Sin embargo, las "partículas virtuales" nunca se pueden observar, son excitaciones de campo cuántico que están invariablemente unidas a su fuente y no pueden ser como partículas.

Una propiedad definitoria de las "partículas virtuales" es que pueden "viajar" a una velocidad mayor que la de la luz. Más específicamente, su impulso puede ser espacial y su masa formalmente imaginaria. En otras palabras, las interacciones de tipo Coulombic ∼ q 1 q 2 / r están "mediados por fotones que viajan más rápido que la velocidad de la luz". Esto significa que una partícula virtual de este tipo puede, sin ningún problema, hacer un "túnel" fuera de un agujero negro y mediar en las interacciones.

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