Cuando los humanos se mueren de hambre, se adelgazan y eventualmente mueren; cuando un agujero negro se muere de hambre, también se adelgaza y muere ... pero lo hace de manera espectacular, en un estallido de radiación de Hawking.
Al menos esa es la forma en que lo entendemos hoy (todavía no se ha observado el agujero negro), y la teoría también puede estar equivocada.
El cosmólogo, astrofísico y físico Stephen Hawking demostró, en 1974, que los agujeros negros deberían emitir radiación electromagnética con un espectro de cuerpo negro; Este proceso también se llama evaporación de agujeros negros. En resumen, este proceso teórico funciona así: los pares partícula-antipartícula se producen constantemente y desaparecen rápidamente (a través de la aniquilación); estos pares son pares virtuales, y su existencia (¡si se puede decir que existe algo virtual!) es una cierta consecuencia del Principio de incertidumbre. Normalmente, nunca vemos ni la partícula ni la antipartícula de estos pares, y solo sabemos de su existencia a través de efectos como el efecto Casimir. Sin embargo, si uno de estos pares virtuales aparece cerca del horizonte de eventos de un agujero negro, uno puede cruzarlo mientras el otro escapa; y el agujero negro pierde masa. Muy lejos del horizonte de eventos, esto se parece a la radiación del cuerpo negro.
Resulta que cuanto más pequeña es la masa que tiene un agujero negro, más rápido perderá masa debido a la radiación de Hawking; justo al final, el agujero negro desaparece en una intensa explosión de radiación gamma (porque la temperatura del agujero negro aumenta a medida que se hace más pequeña). Sin embargo, no veremos explotar ninguno de los agujeros negros en la Vía Láctea en el corto plazo ... no solo es probable que sigan ganando masa (del fondo cósmico de microondas, al menos), sino que un agujero negro de un solo sol se haría cargo de 10 ^ ¡67 años para evaporarse (el universo tiene solo 13 mil millones de años)!
Hay muchos acertijos sobre los agujeros negros y la radiación de Hawking; Por ejemplo, la evaporación del agujero negro a través de la radiación de Hawking parece significar que la información se pierde para siempre. La causa raíz de estos acertijos es que la mecánica cuántica y la relatividad general, las dos teorías más exitosas en física, punto, son incompatibles, y no tenemos experimentos u observaciones que nos ayuden a resolver cómo resolver esta incompatibilidad.
Andrew Hamilton, de la Universidad de Colorado, tiene una buena introducción a este tema, al igual que las Preguntas frecuentes sobre física de Usenet (a menudo reconocidas por la asociación de John Baez con él).
Algunas historias de la revista Space que incluyen la radiación de Hawking son Horizontes de eventos de agujeros negros sintéticos creados en el Laboratorio del Reino Unido, Cómo escapar de un agujero negro y Cuando explotan los agujeros negros: medición de la emisión desde la quinta dimensión.
Los agujeros negros grandes y pequeños, y el gran colisionador de hadrones y la búsqueda del bosón de Higgs son dos moldes de astronomía relevantes para la radiación de Hawking.
Fuentes:
Universidad de Colorado
ThinkQuest
Universidad de California - Riverside
