agujero negro/gravitones duda

[gof]

Si de un agujero negro no puede salir ni la luz. ¿Salen de el gravitones?
Si la respuesta fuera que no, ¿cómo es que detectamos sus atracciones gravitatorias?

[carroza]

Re: agujero negro/gravitones duda

[FONT=Times New Roman][FONT=Courier New]Si de un agujero negro no pude salir ni la luz. Salen de el gravitones?[/FONT][/FONT]
[FONT=Times New Roman][FONT=Courier New]Si la respuesta fuera que no como es que detectamos sus atracciones gravitatorias? [/FONT][/FONT]

Sin duda, en el foro de darán cumplida respuesta a esta pregunta. Pero déjame que te plantee otra pregunta relacionada.

Una carga en reposo no emite radiación. ¿Salen de ella fotones?
Si la respuesta fuera que no, como es que detectamos sus atracciones electrostáticas?

[Entro]

Re: agujero negro/gravitones duda

Si de un agujero negro no pude salir ni la luz. Salen de el gravitones?]

Para empezar hay que distinguir varias cosas:

Gravitones:

Los gravitones se suponen que son las partículas cuánticas que obtendríamos de efectuar un estudio cuántico de la radiación gravitatoria. Esto es básicamente análogo, con unas diferencias la mar de interesantes pero poco importantes ahora, a lo que pasa cuando cuantizamos el campo electromagnético que da lugar a los fotones.

Los fotones reales, los que podemos detectar con aparatos, aparecen en sistemas no estáticos que tienen campos que evolucionan temporalmente. Lo mismo pasa con las ondas gravitatorias o su versión cuántica los gravitones.

Por otro lado, cuando consideramos que fotones, en el caso electromagéntico, o gravitones en el gravitatorio están portando la interacción que representan, dichas partículas no son reales, en el sentido de que no se pueden detectar directamente, es lo que se conoce como partícula virtuales. (Esto no quiere decir que no haya características indirectas que si pueden ser comprobadas de la existencia de estos bichos virtuales, como por ejemplo la mera existencia de sus versiones reales).

Por tanto, en principio si tienes un agujero negro estático significa que su campo gravitatorio no varía con el tiempo, y por lo tanto no emiten nada de nada, ni gavitones.

Agujeros negros y efectos cuánticos

La cosa se complica si consideramos efectos cuánticos en el comportamiento de un agujero negro. Para empezar diremos que un agujero negro es una solución de la Relatividad General, y como sabemos esta es una teoría clásica que no sabe nada de efectos cuánticos. En este contexto nada sale del agujero.

Sin embargo la propia teoría clásica da indicios de que los agujeros tienen termodinámica y en especial entropía. Pero la existencia de entropía implica que existe la temperatura, ya que es su factor integrante, y todo sistema con temperatura tiene que emitir radiaciones.

La cuestión es que eso va en contra de la propia esencia clásica del concepto agujero negro. Sin embargo, como demostró Hawking, al introducir cuestiones cuánticas dentro de este marco aparece una radiación en el agujero negro lo que conlleva evaporación del mismo. De hecho, la radiación de agujero negro puede dar cualquier clase de partícula, pero están favorecidas las de baja masa y las de bajo espín, eso significa que un alto porcentaje de la radiación serán neutrinos que tienen una masa despreciable y un espín de 1/2, luego seguirán los fotones de espín (helicidad) 1 y gravitones de espín 2.

Si la respuesta fuera que no como es que detectamos sus atracciones gravitatorias?

La gravedad, hoy por hoy, no se detecta porque detectemos gravitones o radiación gravitatoria clásica (ondas gravitatorias) sino por efectos orbitales principalmente o por efectos de lentes gravitatorias, por supuesto me refiero a cuerpos celestes muy lejanos. En la tierra basta con soltar algo desde una cierta altura y comprobar que cae al suelo.

Saludos

PD: Te dejo unos enlaces que te pueden ayudar a entender esto:

http://forum.lawebdefisica.com/showt...=agujero+negro

http://forum.lawebdefisica.com/showt...=agujero+negro

http://forum.lawebdefisica.com/showt...=agujero+negro

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Re: agujero negro/gravitones duda

Todo esto tiene que ver con otro hilo reciente. La imagen de las interacciones como intercambio de partículas virtuales se basa en que el proceso pasa incumpliendo algunas de las leyes de la Física. Eso es posible únicamente gracias al principio de incertidumbre. El proceso más simple viene a ser el siguiente:

1.- Junto una de las partículas que van a interaccionar, se forma el bosón transmisor de la interacción, llevándose parte de su energía y momento. Este proceso puede violar la ley de la conservación de la energía, por ejemplo, sobre todo si dicho bosón es masivo (W, Z, piones, etc.): eso se puede traducir en el hecho que la partícula en realidad no tiene la masa que le corresponde (y, por ejemplo, puede haber fotones virtuales con masa diferente de cero, sobre todo si las partículas a interaccionar están muy cerca). También se puede violar la conservación del momento, etc.

2.- La partícula transmisora se desplaza hasta la cercanía de la otra partícula. Como estamos en violación de la incertidumbre, esta fase debe ser rápida (y más rápida cuan mayor sea la violación de la conservación de la energía... de aquí viene que los bosones masivos transporten fuerzas de corto alcance).

3.- Al "colisionar", la partícula transmisora desaparece. Al igual que el anterior, este proceso viola muchas de las leyes de conservación... pero lo hace de forma que se compensa el proceso anterior. De esta forma, globalmente, la energía y el momento se han conservado; la "violación" ha tenido una duración muy corta, permitida por el principio de incertidumbre.

Esto explica también por qué las partículas virtuales no pueden ser detectadas directamente (lo que querría decir que son interceptadas en la fase 2); si eso pasara, la violación de la conservación de la energía sería permanente.

El resultado neto de todo el proceso es que las variaciones de energía y momento de las dos partículas reales deben ser iguales pero opuestas. Para un observador externo (que no ha podido ver la partícula virtual), las partículas simplemente han intercambiado energía y momento.

Falta otro elemento importante: la suma sobre historias de Feynman, que dice que para saber la probabilidad de una interacción en particular hay que sumar, de forma ponderada, todas las formas posibles en que dicha interacción debe pasar. Por ejemplo, si una partícula situada en Barcelona y otra en Madrid interactúan gravitatoriamente, esto puede pasar de dos formas: que el fotón vaya por el recién estrenado tren de alta velocidad (el AVE), o que coja el puente aéreo y venga en avión. Pues según Feynman, ambas posibilidades tienen que tenerse en cuenta, y sumarse con el peso estadístico adecuado.

En el caso de la interacción de dos electrones intercambiando un fotón, la posibilidad más simple es la explicada anterior mente (intercambio de un fotón que pasa directamente de una partícula a otra). Pero hay otras muchas posibilidades. Por ejemplo, el fotón puede desintegrarse en medio del trayecto para formar un par electrón-positrón virtuales, que vuelan un tiempo por separado para volver a desintegrarse en un segundo fotón, que es el que llega hasta el segundo electrón real. En el diagrama a continuación podéis ver este proceso (pasando justo antes del proceso simple anterior ):

El caso es que cuantas más partículas intervienen, la interacción pasa a tener menos peso estadístico.

Todo esto es relevante para lo que preguntaba gof del agujero negro: para que el gravitón que viaja desde dentro del agujero negro hasta una partícula en el exterior sienta la gravedad, tendría que interactuar con otros gravitones. Y como he dicho, un proceso con más partículas es menos probable; en consecuencia, el modo sin doble interacción seguirá siendo posible, y de hecho dominará la probabilidad.

[gof]

Re: agujero negro/gravitones duda

gracias a todos por sus respuetas y a la anologia al campo electromagnetico.

saludos a todos