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¿Cómo explicarías de forma sencilla la radiación de Hawking?

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Materiales y Apuntes

Pues fácil… lo que se dice fácil no es. Vamos a intentarlo y me dirás si lo consigo o no

Lo primero es darse cuenta de que el vacío no está vacío.

Esto parece ridículo desde luego, si en un lugar "no hay nada no hay nada". Lo siento, es contraintuitivo pero es así. Todas las partículas, electrones, protones, etc… todas son manifestaciones campos energéticos. Puedes pensar en ellos como algo "parecido" a la superficie del agua (comiendonos alguna dimensión por el camino). Si golpeas ese agua con energía puede saltar una gota que dejará un hueco en el agua, ahí tienes una partícula y una antipartícula.

Claro, esto suena raro. Todo el espacio está "lleno de campos". En realidad los mismos campos forman una parte intrínseca del mismo espacio, no puedes sacar un campo de un espacio como no puedes levantarte del suelo tirándote de la cabeza.

A ver donde estamos: El vacío no está vacío, está lleno de campos que pueden crear partículas si aplicamos energía. Esto no es una teoría descabellada, es algo que se ha comprobado experimentalmente miles de veces son el mismo resultado. Ocurre… es raro pero ocurre.

Ahora viene cuando decimos "ahaha… se crea materia de la nada, ahí tenemos materia infinita"

No, los pares cuando se crean contienen la misma energía aplicada al campo. La suma de las dos partículas equivale a la energía que has aplicado. Las matemáticas cuadran, no tenemos ni energía infinita ni movimiento perpetuo, lo siento.

Esta era la parte "fácil", ahora viene una mas puñetera. El principio de incertidumbre de Heisenberg

Relación de indeterminación de Heisenberg - Wikipedia, la enciclopedia libre

Esto tiene un montón de matemáticas, pero vamos a ver solamente las consecuencias.

Una partícula no tiene un lugar o una velocidad determinada, solo probabilidades estadísticas. Del mismo modo en un punto cualquiera del vacío, un campo experimenta además fluctuaciones en su energía.

Esto es como decir que esa superficie de agua de antes, nunca está totalmente plana. ¿Porque? Pues me temo que eso es "porque el universo es así". Por ahora no tenemos ni idea de porque es eso, pero los campos no pueden tener un valor nulo o cero, siempre oscilan un poco por encima y por debajo de cero. Como las olas del mar que están un poquito por encima, un poquito por debajo.

A esto se le llama fluctuación cuántica.

Ahora viene la parte rara de la parte rara. En el vacío, en esa "nada", en esos campos por esas fluctuaciones se crean continuamente pares de partículas que se destruyen inmediatamente. Las llaman partículas virtuales. La incertidumbre hace que puedan tomar "prestada" energía del campo, saltan e inmediatamente vuelven a "caer" desintegrándose y reintegrando la energía que había "tomado prestada".

Esto es muy raro, obviamente "no puede ser que se cree materia y se destruya contínuamente, eso no tiene sentido"

Lo siento, lo mismo no tiene sentido desde nuestro punto de vista, pero ocurre. De hecho hay experimentos relativamente simples como el efecto Casimir que confirman que eso es real

Efecto Casimir - Wikipedia, la enciclopedia libre

Esto era la parte puñetera, ahora viene la fácil (mas o menos)

Estas partículas se crean y destruyen continuamente, pero durante un tiempo cortísimo existen y están separadas.

Ahora llegamos a la famosa radiación. En un agujero negro hay un punto concreto llamado horizonte de sucesos en donde todo lo que lo cruza, no puede salir ya nunca mas de ahí

No importa cuánto corra, no importa cuan grande sea, no importa su energía. Si entras… no sales. Nunca hasta donde sabemos.

Entonces nos preguntamos: ¿Y si se crea un par de partículas virtuales, y solo una de ellas cae en el agujero negro que pasa con la otra?

La otra se ha quedado huérfana, no puede aniquilarse con su pareja y escapa del agujero negro porque nunca ha caído dentro

Y ahora viene lo bueno, como las cuentas "tienen que cuadrar", tenemos un déficit de energía fuera del agujero negro. Ha escapado una partícula pero una ha desaparecido, por ello el agujero negro perderá energía en la misma cantidad que la partícula que ha absorbido.

El agujero pierde energía y parece que esté emitiendo partículas. El "parece" es importante porque en realidad, no puede emitirlas. Todo lo que entra, se queda dentro.

Ahora bien, entiendo que esto es incluso aún mas raro. Si ha capturado una partícula, debería de aumentar su masa, no disminuirla. Lo malo es que las matemáticas nos lo confirman, y la física también. No es culpa mia si no parece tener sentido, pero es lo que pasa

No obstante hay que tener en cuenta que hasta donde se yo (que no sigo mucho este tema) hasta ahora la radiación de Hawkings es teórica. Debería de pasar de acuerdo con la física que conocemos, pero no hemos ido a un agujero negro a medir si es o no verdad. Se ha probado experimentalmente en laboratorio "cosas parecidas" pero de ahí a tener una confirmación real experimental… como que no. Los agujeros negros no los venden en las tiendas (afortunadamente) y digan lo que digan algunos, desde luego tampoco se hacen en el CERN.

Lo malo es que he releído el "ladrillo" y no veo claramente como podría explicar esto de manera mas simple, no sin dar por supuestas algunas cosas. Si has pillado la cosa, me alegro. Si no oye… lo he intentado

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