¿Es un agujero negro un cuerpo negro perfecto?

Un cuerpo negro absorbe toda la luz/radiación a su alcance. Según las leyes básicas de la física, cuanta más energía absorbe un cuerpo, más puede emitir. Por lo tanto, un cuerpo negro absorbe toda la energía que se le dirige y también emite toda la energía que ha sido absorbida.

Se sabe que un agujero negro absorbe todo tipo de todo (luz, radiación...). Si absorbe -toda- la energía a su alrededor, debe además emitir toda la energía que ha absorbido. Pero debido a su gran gravedad, la observación puede "escapar" y, por lo tanto, no se emite nada. ¿Se sigue considerando un agujero negro un cuerpo negro perfecto?

Descargo de responsabilidad: no soy físico, soy un estudiante de último año de secundaria interesado en la física. No conozco la terminología preferida de las cosas, especialmente en inglés (segundo idioma), por lo que si algo no está claro, lo explicaré en los comentarios a continuación.

Respuestas (1)

Sí, los agujeros negros son supuestamente cuerpos negros casi perfectos. Emiten una radiación térmica denominada radiación de Hawking que, sin embargo, no se origina más allá del horizonte de sucesos, sino que es consecuencia de la interacción del fuerte campo gravitatorio fuera del horizonte con el vacío.

El proceso a veces se describe como la producción de pares de partículas "virtuales" debido a las fluctuaciones cuánticas, donde una de las partículas cae en el agujero negro, obligando a la otra a volverse "real".

Una explicación gráfica de por qué los agujeros negros son solo cuerpos negros casi perfectos es que no pueden absorber fotones con una longitud de onda que exceda el tamaño del agujero negro.

Como nota al margen, debido a la equivalencia de los efectos gravitacional e intercial debido a la aceleración, existe el efecto Unruh relacionado para la aceleración de los observadores.

¿Cómo se puede ver que los agujeros negros no pueden absorber fotones cuya longitud de onda es mayor que su tamaño (agujeros negros)? No sabía que los agujeros negros tenían tamaño...
Un agujero negro tiene un radio que depende de su masa. Una onda plana de luz que incide sobre el agujero negro vería el agujero como una especie de obstrucción circular y sufriría difracción; el patrón de difracción es el inverso de los patrones de apertura circular que conducen a cosas como el disco de Airy. Si la longitud de onda de la luz es corta en comparación con el tamaño del agujero negro, puede "apuntar" la luz al agujero y no preocuparse por la difracción en los bordes. Para luz de longitud de onda más larga, no puede apuntar la luz al agujero y mantener la aproximación de onda plana.
Para un ejemplo específico, un agujero negro de una sola masa solar (radio de 3 km) que interactúa con una radiación de 30 kilohercios (longitud de onda de 10 km) produciría una difracción significativa.