Diagrama del mecanismo presentado de producción de partículas gravitacionales en el espacio-tiempo de Schwarzschild. La tasa de generación de partículas es más alta en distancias cortas, mientras que la probabilidad de escape (representada por el cono de escape creciente (blanco)) es más alta en distancias largas. Préstamo: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2305.18521
Una nueva investigación teórica de Michael Wondrak, Walter van Suijlekom y Heino Falcke de la Universidad de Radboud ha demostrado que Stephen Hawking tenía razón sobre los agujeros negros, pero no del todo. Debido a la radiación de Hawking, los agujeros negros eventualmente se evaporarán, pero el horizonte de eventos no es tan importante como se pensaba. La gravedad y la curvatura del espacio-tiempo también provocan esta radiación. Esto significa que todos los objetos grandes del universo, como los restos estelares, eventualmente se evaporarán.
Usando una inteligente combinación de física cuántica y la teoría de la gravedad de Einstein, Stephen Hawking argumentó que la formación espontánea y la aniquilación de pares de partículas deben ocurrir cerca del horizonte de eventos (el punto más allá del cual no hay escape de la atracción gravitatoria de un agujero negro). .
La partícula y su antipartícula surgen muy brevemente del campo cuántico y luego se aniquilan inmediatamente. Pero a veces una partícula cae en un agujero negro y luego puede salir otra partícula: la radiación de Hawking. Según Hawking, esto eventualmente conduciría a la evaporación de los agujeros negros.
En este nuevo estudio, los investigadores de la Universidad de Radboud analizaron nuevamente este proceso e investigaron si la presencia de un horizonte de eventos es realmente crucial. Combinaron técnicas de la física, la astronomía y las matemáticas para estudiar qué sucedería si tales pares de partículas se formaran en las proximidades de los agujeros negros. El estudio mostró que también se pueden formar nuevas partículas mucho más allá de este horizonte. Michael Wondrak dice: “Mostramos que también hay una nueva forma de radiación además de la conocida radiación de Hawking”.
todo se evapora
Van Suijlekom dice: “Mostramos que mucho más allá del agujero negro, la curvatura del espacio-tiempo juega un papel importante en la formación de radiación. Las partículas ya están siendo separadas allí por las fuerzas de marea del campo gravitatorio”. Si bien anteriormente se pensaba que no era posible la radiación sin un horizonte de eventos, este estudio muestra que este horizonte no es necesario.
Falcke dice: “Esto significa que los objetos sin un horizonte de eventos, como los restos de estrellas muertas y otros objetos grandes en el universo, también tienen este tipo de radiación. El universo finalmente se evapora, al igual que los agujeros negros. Esto cambia no solo nuestra comprensión de la radiación de Hawking, sino también nuestra visión del universo y su futuro”.
El estudio fue aceptado para su publicación en Cartas de inspección físicamientras tanto, se puede leer una versión del artículo en el sitio web arXiv servidor de preimpresión.
Proporcionado por Radboud University Nijmegen