Hawking Radiación y partículas virtuales

¿Por qué se le quita energía/masa a un agujero negro? ¿La energía proveniente de la partícula virtual no proviene de la energía del vacío? ...si esto es así, ¿por qué el agujero negro tiene que pagar la deuda energética?

Si el agujero negro crea las partículas por su energía, ¿qué energía se usó del agujero negro para crearlas?

El truco es que, en relación con un observador en el infinito, la partícula que cae tiene energía negativa. Por lo tanto, cuando pasa detrás del horizonte, entonces la masa del horizonte será su masa inicial, menos la energía negativa que cae. Esto permite que la partícula saliente se coloque en la cáscara y tenga energía positiva.
@JerrySchirmer: Hay un cambio de firma en las coordenadas de Schwarzschild (tiempo, radio) en el horizonte, por lo que la "energía" de la partícula entrante, vista por un observador en el infinito, parece ser más un momento radial (negativo). No es posible considerar un proceso con 3 actores (agujero negro, partícula entrante, partícula saliente), donde, por conservación de la energía, la energía tiene que ser perdida por el propio agujero negro?
@Trimok: la energía es algo bien definido. De todos modos, me gusta más la derivación de la radiación de Hawking en términos de estados de entrada y salida en el infinito, donde no se trata directamente con estas "partículas virtuales" en la interpretación del horizonte.

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La forma más sencilla de ver esto es la tercera ley de la termodinámica: todos los objetos del universo deben tener una temperatura >0K, incluidos los agujeros negros. Los objetos que tienen temperatura irradian. Entonces, si la temperatura de la radiación cósmica de fondo de microondas es más baja que la temperatura de un agujero negro, el agujero negro tiene que irradiar más energía al universo de la que recibe de él (suponiendo que no haya masa que caiga en él) , lo que significa que pierde energía neta. Esa energía proviene (mediante la equivalencia de masa y energía) de la enorme masa de un agujero negro. Hay muchas formas más complicadas de formular y refinar esto, pero en esencia hay dos cosas fundamentales detrás del proceso: la termodinámica y la equivalencia de masa y energía.

Samir Mathur da una explicación muy accesible (¿heurística?) de la radiación de Hawking y por qué lleva a que el agujero negro pierda masa. Puedes acceder a la página aquí . Es un trabajo en progreso y se actualiza aproximadamente una vez cada dos meses.

En resumen, la vida útil de las partículas está dictada por Δ mi Δ t < ℏ 2 . Normalmente, esto significa que cuanto más masivo es el par virtual partícula-antipartícula, más corta es su vida. Sin embargo, cerca del horizonte de un agujero negro, la energía potencial gravitacional es tan negativa que la energía total del par (energía en reposo más energía potencial gravitatoria) es esencialmente cero. Entonces la pareja puede volverse longeva. De la pareja, uno de ellos escapa al infinito, y el otro cae más allá del horizonte. El que cae tendrá una energía total que es negativa, porque la energía potencial gravitatoria negativa supera cualquier energía de masa en reposo positiva o energía cinética. Como resultado, la energía negativa entra en el agujero negro y sale energía positiva. Desde la distancia, lo vemos como el agujero negro perdiendo masa. Tenga en cuenta que no

Así que esa es una explicación aproximada (ondulada a mano) de cómo la radiación de Hawking conduce a que un agujero negro pierda masa.

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