¿Qué sucede cuando un agujero negro muere?

Describir las etapas finales de la evaporación de un agujero negro requerirá una teoría de la gravedad cuántica, y tal teoría no existe en este momento. Por lo tanto, su pregunta no puede responderse: simplemente no sabemos qué sucede cuando desaparece un agujero negro.

He visto una presentación (me temo que no tengo el enlace) donde las etapas finales de la evaporación se calcularon utilizando un modelo basado en la teoría de cuerdas, y el agujero negro que se evapora se convirtió en una cuerda muy excitada. Un rápido Google encuentra varios artículos relacionados como este , pero sospecho que la teoría no se entiende lo suficientemente bien como para que estos cálculos sean más que especulaciones.

Entonces, comencemos con la primera parte de su pregunta: los agujeros negros se irradian por el famoso proceso de Hawking. La radiación de Hawking se ha interpretado de muchas maneras, es decir, como la creación de un par cerca del agujero negro, el túnel desde el agujero negro y casi todos los demás físicos tendrán una buena manera de explicar esto. ¿Cuál es la temperatura de un agujero negro? Básicamente, es un nombre inapropiado para la temperatura del campo cuántico justo fuera del agujero negro y la temperatura se mide a una distancia muy grande del agujero negro. Entonces, cuando la gente dice temperatura del agujero negro, en realidad quiere decir que el campo cuántico que vive alrededor del agujero negro se comporta como si fuera un campo térmico con cierta temperatura que en realidad es proporcional a la gravedad superficial del agujero negro, es decir$T \sim \kappa$, dónde$\kappa$es la gravedad superficial del agujero negro.

Entonces, la forma en que se evapora un agujero negro se debe esencialmente al proceso de creación de pares muy cerca de la superficie del agujero negro. La gente tiene esta partícula de energía negativa debido a los argumentos de la conservación de la energía. También hubo un comentario que decía que no se han observado partículas de energía negativa. Las partículas de masa negativa que entran en el agujero negro tienen una masa negativa con respecto a un observador exterior. El requisito es un requisito matemático más serio llamado energía Killing que debe ser negativo. El proceso de creación de pares no está sobre o dentro del agujero negro, sino que es un efecto de la mecánica cuántica en una región cercana al agujero negro.

En cuanto a su pregunta sobre los agujeros negros en los laboratorios, me temo que esto no es del todo cierto. Los agujeros negros no se han creado en laboratorios.

Entonces, llegando a su pregunta final: ¿Qué sucede cuando muere un agujero negro? Todavía no lo sabemos. Existe este problema llamado paradoja de la información que parece determinar qué le sucede a un agujero negro cuando llega al final de su vida. El primer argumento es que el agujero negro se evapora por completo en una violenta explosión. El otro argumento es que se convierte en un objeto pequeño del tamaño de Planck con una gran cantidad de información degenerada llamada remanente. Los restos se han estudiado durante mucho tiempo y la gente se ha dado cuenta de sus problemas. Podría haber posibles estados en los que un agujero negro se vuelva estable después de alcanzar un tamaño particular (pero si esto es cierto, podría tener serias implicaciones cosmológicas). El estado final de un agujero negro sigue sin resolverse y es exótico por ahora.