Acabo de leer la siguiente cita de la página de Wikipedia sobre la radiación de Hawking ...
Para conservar la energía total, la partícula que cayó en el agujero negro debe haber tenido una energía negativa (con respecto a un observador alejado del agujero negro).
Según tengo entendido, esto se basa en la ley de conservación de la energía.
Por ejemplo, un observador desde fuera del agujero negro notará que una pequeña área cerca del horizonte de eventos inicialmente tiene una energía total cero, luego, dentro de esta área, aparecen partículas virtuales (o fluctuaciones de vacío) (que están permitidas por el principio de incertidumbre), luego la fuerza de la gravedad atrae una partícula virtual hacia el agujero negro mientras que la otra escapa. El observador ahora nota que la partícula escapa de la pequeña área que está monitoreando y que tiene energía positiva y concluye que la partícula que cayó en el agujero negro debe haber tenido energía negativa (masa negativa) para equilibrar la positiva.
De esto se concluye que la energía negativa aniquila/cancela la energía positiva dentro del agujero negro y por este mecanismo los agujeros negros pueden evaporarse o perder masa.
Supongo que la partícula y la antipartícula (por ejemplo, con carga positiva y negativa) son diferentes de la energía y la energía negativa y que es tan probable que la antipartícula escape del agujero negro como la partícula (ya que ambos son afectados por gravedad por igual).
Entonces mis preguntas son:
¿Es correcto mi resumen anterior?
¿Hay alguna evidencia empírica de energía negativa (masa negativa)?
Parece haber una suposición muy grande (y en mi opinión no comprobada) de que no entraba energía en el área pequeña que se estaba observando. Entonces...
¿Es posible que las partículas virtuales estén siendo creadas por algo que entra en el área desde el exterior y choca, por ejemplo, neutrinos, materia oscura o alguna otra partícula sin carga?
Si no podemos descartar fuentes de energía externas para las partículas virtuales, entonces, por la navaja de Occam, ¿no deberíamos tomar eso como la explicación más simple y decir que la energía negativa no existe y que los agujeros negros no se evaporan?
Parece que la principal confusión aquí radica en el concepto de partícula. Entonces, para simplificar las cosas, primero considere el espacio-tiempo plano, que es suficiente para discutir la mayoría de los problemas aquí.
Un observador acelerado en el espacio-tiempo plano verá un horizonte de eventos de una temperatura finita, emitiendo partículas. Esto se llama radiación Unruh .
Esto es puramente un efecto dependiente del sistema de coordenadas. El "conteo" de partículas en sí mismo depende del sistema de coordenadas. Un observador inercial no verá este horizonte de temperatura finito, y diferentes observadores acelerados verán diferentes temperaturas.
Alguien que cae libremente en un agujero negro no notará nada extraño al pasar el 'horizonte uniforme'. No verá ningún par de partículas/antipartículas separándose como usted describe. Un observador acelerado que intente mantener una pequeña distancia fija sobre el horizonte de sucesos del agujero negro verá algo análogo a lo que vería un observador Unruh con la misma aceleración adecuada.
La interacción entre el BH y el par de partículas y antipartículas es tal que la partícula de energía negativa caerá en el BH.
Ahora el par partícula antipartícula está en superposición, son indistinguibles.
Es muy importante entender que el par partícula antipartícula no es lo mismo que la partícula de energía negativa y normal.
Tanto las partículas como las antipartículas tienen energía normal. Ninguno de ellos tiene energía negativa.
Es una fluctuación del vacío, y eso crea un par de partículas antipartículas (virtuales), pero fuera del horizonte de eventos. Una de las partículas cae en el BH y la otra no.
Debido a la conservación de la energía, el que cae, necesita tener energía negativa. Para un observador lejano, el BH parece haber emitido una partícula (y perdido energía).
Dado que según el SM, nunca hemos visto experimentalmente una partícula de energía negativa, cuando observamos el BH, la partícula que escapa no puede ser la negativa.
Placa cuántica
Cineed Simson