La radiación de Hawking, responsable de la evaporación lenta y gradual de los agujeros negros, también se produce alrededor de otros objetos masivos. También se espera que las estrellas de neutrones, las enanas blancas y otros cuerpos densos se evaporen y eventualmente desaparezcan, según un nuevo estudio.
Una de las mayores contribuciones de Stephen Hawking a la física fue la descripción matemática de un tipo de radiación resultante de la curvatura del espacio-tiempo alrededor de los agujeros negros. Este es un tipo de radiación térmica formada fuera del horizonte de eventos (el punto en el agujero negro donde nada puede escapar, ni siquiera la luz).
Esto sucede principalmente debido a dos elementos fundamentales del universo: la gravedad y los campos cuánticos, o más bien la relación entre un estado de energía de campo dado en el espacio-tiempo plano y el mismo estado en el espacio curvo. Cuando la curvatura causada por objetos densos es lo suficientemente grande, se emite radiación de Hawking.
Ahora, un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Radboud ha demostrado que no necesitamos un agujero negro para recibir la radiación de Hawking; también puede aparecer alrededor de los restos de estrellas «muertas», como las estrellas de neutrones, por ejemplo.
Ya se sabía que probablemente la radiación de Hawking se emite en el espacio que cubre unas 10 a 20 veces el radio del horizonte de sucesos, es decir, también aparece en zonas alejadas del propio agujero negro, incluso. Cuanto más lejos estés, menor será la radiación.
Si esto también sucede alrededor de las estrellas y los restos estelares, significa que un día no solo los agujeros negros se evaporarán por completo, sino también todos los objetos masivos del universo. Por supuesto, eso no debería suceder por mucho tiempo.
¿Pueden aparecer partículas virtuales?
El proceso explorado por los autores ocurre a través del efecto Schwinger, en el que pares virtuales de partículas y antipartículas aparecen espontáneamente, haciendo que el vacío se desintegre y se aniquile instantáneamente.
Si una de estas partículas virtuales queda atrapada por la curvatura del espacio cerca de un agujero negro, la aniquilación no puede ocurrir, y con eso se violaría la ley de conservación de la energía, a menos que la radiación de Hawking no compense esta energía «restante».
Aunque el efecto Schwinger se usa como ejemplo para explicar la radiación de Hawking, no es necesario para la evaporación de agujeros negros y otros cuerpos masivos. Por cierto, los científicos aún no han podido probar con un alto grado de certeza la aparición espontánea de partículas-antipartículas; en el mejor de los casos, las partículas virtuales son solo eso: virtuales, no reales.
En cualquier caso, la radiación de Hawking depende de la gravedad y de los campos cuánticos, no necesariamente de la aparición espontánea de partículas. Y ahora el nuevo estudio muestra que tampoco se necesita un agujero negro.
El artículo ha sido aceptado para su publicación en Cartas de exploración física.
Fuente: Universidad Radboud, arXiv.org
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