Considere el espacio-tiempo de Minkowski llenado por algunos campos en su estado de vacío minkowskiano. Ahora considere un observador de Rindler que lleva consigo, digamos, un litro de agua. De acuerdo con la fórmula de Unruh, el agua debería calentarse (imagina una gran aceleración). ¿De dónde viene esta energía? No puede provenir del estado de vacío porque, por definición, es el estado de menor energía y, por lo tanto, ¡no puede perder más energía!
Primer elemento de la respuesta: los observadores de los rincones son eternamente acelerados. Entonces el equilibrio térmico existe desde el principio (más allá del infinito), y no hay calentamiento del agua, ya está calentada.
Ok, entonces, considere un observador acelerado por una cantidad finita de tiempo. Aunque todavía puede ser controvertido, algunos autores afirman que aquí también existe una especie de efecto Unruh (por ejemplo, temperatura del diamante, Rovelli, arxiv). Entonces la pregunta tiene sentido: el agua se calienta durante el proceso y debe tomar la energía de alguna parte.
¿De donde? Padmanabhan en algunos artículos dice que "toma la energía del propio espacio-tiempo", lo cual es bastante oscuro...
El artículo original de Unruh & Wald (1983) aborda precisamente esta pregunta. (Puede encontrarlo aquí: http://www2.kau.se/tp/marcus/physics/lectures/unruhwald.pdf .) Discuten la medición de la radiación térmica por el observador acelerado a través de un sistema de dos estados, donde el sistema salta a un nivel de energía superior al absorber un cuanto de la radiación térmica. Este es el análogo de su litro de agua.
Lo que el observador acelerado ve como la absorción de un cuanto térmico junto con la excitación del detector, el observador inercial lo ve como la emisión de un cuanto junto con la excitación del detector. Como dice cesaruliana, la energía provenía de lo que sea que mantenga acelerado el sistema (desde el punto de vista inercial).
Para el observador acelerado, la energía proviene de un fenómeno fundamentalmente cuántico, a saber, lo que ellos llaman una "medida parcial" del estado del campo. El hecho de que el detector estuviera excitado significa que era probable que el modo correspondiente del campo estuviera poblado por muchos cuantos (=> mayor probabilidad de producir la excitación). Entonces, la excitación del detector aumenta el valor esperado de la energía en el modo correspondiente.
Basado en lo que J Richard Gott escribe en "Time Travel and Einstein's Universe", la densidad de energía del vacío en el punto de absorción de radiación de Unruh es igual y de signo opuesto a la densidad de radiación de Unruh. En el marco acelerado, la densidad de energía del vacío es negativa. Se ha mencionado anteriormente que la energía de la radiación Unruh no puede provenir del vacío porque el vacío se encuentra en su estado de energía más bajo. Pero no existe tal límite desde abajo en QFT para el estado de vacío. Si tales agujeros negros unidos no pudieran evaporarse, el vacío alrededor del horizonte de eventos viola la condición de energía débil.
cesaruliana
yip
Yukterez