La pregunta lo dice todo: ¿cómo se comporta la entropía o la radiación de Bekenstein-Hawking en comparación con la observación?
¿O tal vez solo la idea de la radiación Unruh?
No hay evidencia experimental a favor o en contra de la radiación de Hawking. Para agujeros negros realistas, el efecto es demasiado pequeño para medirlo con la tecnología actual o previsible.
Tampoco hay evidencia universalmente aceptada del efecto Unruh. También puede ser difícil precisar exactamente qué constituye una prueba del efecto Unruh (consulte el artículo de Matt Visser en https://arxiv.org/abs/gr-qc/0102044 ). Probarlo directamente acelerando un observador macroscópico no es práctico.
Cuando se trata de la observación directa de agujeros negros reales, estoy de acuerdo con la respuesta de Andrew . En esta respuesta, abordaré una posibilidad diferente: modelos analógicos y controles de consistencia con otras teorías bien probadas. Tenga en cuenta que estas no son evidencia experimental directa , pero aún pueden interpretarse como evidencia experimental.
Si bien es increíblemente difícil medir experimentalmente la radiación de Hawking en un agujero negro real, una posibilidad alternativa es considerar modelos analógicos. Estos son modelos físicos que no corresponden a problemas de física gravitacional, pero pueden escribirse como si lo hicieran. Déjame dar algunos ejemplos.
Suponga que tiene un fluido ideal que fluye de manera esféricamente simétrica hacia el origen. Se puede demostrar (Unruh 1986; Barceló et al. 2011) que las ecuaciones de movimiento para las perturbaciones lineales de un fluido de este tipo (es decir, ondas de sonido) bajo algunas condiciones respetan las mismas ecuaciones que un campo escalar respetaría en un agujero negro similar a tiempo espacial. En este modelo, el agujero negro analógico es un agujero negro sónico : hay una región donde el flujo de fluido es más rápido que la velocidad del sonido en el fluido, lo que significa que las ondas de sonido quedan atrapadas y no pueden escapar de esa región (prácticamente nada). puede escapar de un agujero negro). Al cuantificar estas perturbaciones y proceder como se hace habitualmente con la Teoría de Campos Cuánticos en Espaciotiempos Curvos, se obtiene una predicción de la radiación de Hawking en esta situación análoga.
Ahora bien, esta radiación análoga se ha observado recientemente en sistemas de materia condensada (Muñoz de Nova et al. 2019). Por supuesto, esta no es una observación directa del efecto Hawking real en los agujeros negros.
Algunas referencias:
El título de esta sección es una referencia a Matsas & Vanzella 2002. Si bien no hay evidencia experimental directa del efecto Unruh, es obligatorio si no está dispuesto a desafiar la teoría cuántica de campos en el espacio-tiempo plano y el electromagnetismo clásico .
Matsas y Vanzella 2002 consideran el caso de la desintegración de un protón acelerado tanto en un marco de referencia inercial (que usa solo QFT estándar, común a la física de partículas) como en el marco de referencia del protón, que está acelerado. La consistencia de los resultados requiere que el efecto Unruh esté presente en el marco de referencia del protón.
Del mismo modo, Cozzella et al. 2017 considera carga acelerada. En el electromagnetismo clásico, una carga acelerada emite radiación. Al considerar cómo interactúa una carga con un baño térmico en el marco de referencia de la carga y comparar con las predicciones del electromagnetismo clásico hechas en un marco de referencia inercial, se llega a la conclusión de que el efecto Unruh es necesario para mantener la consistencia de ambas descripciones. Citando el resumen del artículo,
Aquí, proponemos un experimento simple alcanzable con la tecnología actual cuyo resultado puede interpretarse directamente en términos del baño termal de Unruh. Luego, en lugar de esperar a que los experimentadores realicen el experimento, usamos la electrodinámica clásica estándar para anticipar su salida y mostrar que revela la presencia de un baño termal con temperatura TU en el marco acelerado. A menos que uno esté dispuesto a cuestionar la validez de la electrodinámica clásica, esto debe verse como una observación virtual del efecto Unruh. Más allá de las dudas que todavía plantean algunas voces, el efecto Unruh vive entre nosotros.
Algunas referencias:
Nickolas Alves