Como profano, creo que finalmente aprendí el origen de la radiación de Hawking (HR) gracias a las excelentes respuestas proporcionadas en Una explicación de la radiación de Hawking . Al leerlo, me molestó que esencialmente si tienes un estado de vacío de un campo cuántico (para obtener las partículas reales) y un campo gravitatorio (para obtener energía para la creación de las partículas) parece que deberías obtener una radiación similar (probablemente con algunas correcciones) para cualquier objeto suficientemente masivo (para tener suficiente energía potencial para crear pares de partículas).
Aunque se dan algunos argumentos de por qué la radiación de Hawking no existe para los otros objetos gravitatorios como la Tierra en ¿ Todos los cuerpos masivos emiten radiación de Hawking? Debo decir que no encontré una respuesta clara y satisfactoria.
Me gustaría hacer aquí la siguiente pregunta de forma explícita; ¿Necesita un agujero negro (horizonte de eventos) para recursos humanos?
Concéntrese en ejemplos simples para HR haciendo paralelo y enfatizando las diferencias entre un agujero negro y un objeto similar a un planeta.
No, no todos los cuerpos emiten radiación de Hawking. Sin embargo, puede ser que cualquier cuerpo, o espacio-tiempo donde haya un horizonte, produzca radiación de Hawking.
Las explicaciones para la radiación de Hawking son varias y equivalentes (tomar algunas libertades para simplificar las cosas usando conceptos de partículas virtuales). De una manera, tiene un campo cuántico fuera de un horizonte en un agujero negro BH de Schwarzschild (esféricamente simétrico), y escribe la ecuación para el campo en la métrica gravitatoria. Después de mucha manipulación y más, las soluciones son sumas de términos en diferentes frecuencias y frecuencias positivas o negativas que en el sistema de coordenadas utilizado representan partículas en curso y salientes. Estos existen incluso en el estado fundamental del campo, es decir, en el vacío. Las partículas entrantes van al horizonte BH (tienen masa negativa y reducen la masa del BH), y las salientes escapan. Y calculan que es radiación térmica de cuerpo negro a una temperatura determinada por constantes y el tamaño del horizonte BH. Y la relación con la masa y el área del horizonte, y la entropía que llega a ser proporcional al área del horizonte. Sí, tienen que tener mucho cuidado con los desplazamientos al rojo, etc., y en qué fotogramas se ve qué. En el infinito ves las partículas salientes, y esa es la radiación de Hawking.
Lo mismo es cierto en los BH giratorios.
No hay Agujeros Negros ni horizontes en un simple planeta o Sol. Entonces lo mismo no funciona. Parece que requiere un horizonte.
La razón por la que algunos piensan que sucede lo mismo cada vez que hay horizontes es que han encontrado otras soluciones con horizontes, y lo que sucede con los campos de un lado. Por ejemplo, Rindler determinó, en su solución, que si tienes una partícula acelerada en el vacío, a medida que sigue acelerando hasta acercarse a c, se forma un horizonte posterior. Luego, Unruh encontró el efecto Unruh, y resulta que emite radiación de cuerpo negro, con una ecuación similar a la de Hawking. Tengo el enlace a un artículo de wiki a continuación, y tiene más referencias. Tiene otra explicación para el efecto, pero en esencia, un observador en caída libre solo ve vacío y nada sobre él, mientras que un observador acelerado ve radiación. El número de partículas en la teoría cuántica de campos no es una invariante relativista general.
https://en.wikipedia.org/wiki/Unruh_effect
Si lo piensa, el horizonte de Rindler también es el mismo que el horizonte BH (resulta que excepto para los BH extremos) localmente, es decir, cerca del horizonte, por lo que los dos efectos están relacionados. Ha habido otras soluciones e intentos de generalizar el resultado a cualquier horizonte.
No sé si generaliza a cualquier horizonte pero he leído artículos 'populares' que así lo dicen. Aún así, no he investigado completamente la literatura científica.
El efecto no se ha observado, pero el resultado de Hawking es ampliamente aceptado, Unruh también más o menos.
Pero nada como ese proceso parece razonable para cualquier organismo. Será interesante si el LHC descubre algún BH microscópico, porque también detectaría (y podría ser la única forma de ver el BH) la radiación de Hawking que, para los BH muy pequeños, al extinguirse, sería una pequeña mini explosión como el tiempo de vida de BH es inversamente proporcional a su masa y tamaño de horizonte.
Beto
bob abeja
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