Divulgación Fluctuaciones del vacío y radiación de Hawking

[Chusg]

He leido sobre estas cosas a nivel divulgativo pero tengo algunas dudas.

Por lo que me ha parecido entender, la radiación de Hawking que supuestamente emiten los agujeros negros (no se hasta qué punto está demostrada) se debe a que en el vacío se crean y destruyen rápidamente pares de partícula-antipartícula virtuales, y si esto ocurre en el horizonte de sucesos del agujero, en algunos de estos pares las partículas no se pueden volver a recombinar porque una cae dentro del agujero, y la otra escapa como partícula real. Ahora bien, por ahí se dice que la radiación de Hawking es equivalente a la radiación térmica de un cuerpo negro de una temperatura muy baja, y esto es lo que no entiendo, porque la radiación térmica es electromagnética (fotones) y según tenía entendido, las partículas que se crean en las fluctuaciones del vacío y de las que se habla cuando se explica el origen de la radiación de Hawking no son fotones, sino pares partícula-antipartícula como electrón-positron, quark-antiquark y cosas así.

¿Que tipo de partículas se formarían en el horizonte de sucesos? ¿cómo se transforman en fotones, si es que ocurre tal cosa?. Se me ocurre que una partícula de un par podría aniquilarse con una antipartícula procedente de otro par, pero esto daría como resultado radiación gamma, nada que se asemeje a la radiación térmica de un cuerpo frío.

[Julián]

Re: Fluctuaciones del vacío y radiación de Hawking

Si yo también lo que conosco del tema es a nivel divulgatorio. Primero que nada porque soy estudiante de ingeniería y segundo porque a mi parecer es una teoría que no tiene comprobaciones experimentales. Lo que sabemos de los agujeros negros es que son cuerpos muy densos con una masa muy elevada y volumen muy pequeños. Imaginate toda la masa del sol concentrada en el tamaño de una cabeza de alfiler. Es tan fuerte el campo gravitatorio ni la luz puede escapar. Ahora ¿no se porque se dice que algo puede escapar?

A mi parecer en la deducciones de los físicos teóricos como la relatividad y la cuántica no son compatibles entonces pueden decir que por efectos cuánticos hay partículas que se pueden escapar del pozo de potencial, algo parecido sucede por el efecto tunel en los diodos de juntura.

[Chusg]

Re: Fluctuaciones del vacío y radiación de Hawking

Es tan fuerte el campo gravitatorio ni la luz puede escapar. Ahora ¿no se porque se dice que algo puede escapar?

Por lo que tengo entendido, lo que no puede escapar es lo que está por dentro de una superficie imaginaria llamada horizonte de sucesos. La radiación de Hawking se produciría justo en el horizonte de sucesos.

Pero el mensaje anterior no responde a lo que yo preguntaba. A ver si se pasa por aquí alguien que entienda más del asunto.

[pod]

Re: Fluctuaciones del vacío y radiación de Hawking

En principio, la radiación de hawking puede contener cualquier tipo de partícula. Ahora bien, cuanto más masiva una partícula, menos probable es que se genere porque necesita más energía en la fluctuación. Luego, las partículas con poca masa, o sin ella, son más probables. Después, las particulas más pasadas acabarán decayendo a las más livianas.

Por de Broglie, podemos asignar a cada partícula una longitud de onda. Luego, podemos usar la ley de Planck sin problemas a cualquier partícula. No es necesario que sean fotones.

[Chusg]

Re: Fluctuaciones del vacío y radiación de Hawking

O sea, que eso de que la radiación de Hawking es equivalente a la de un cuerpo negro sería solo una forma de hablar para decir que la longitud de onda cuántica de las partículas (h/p) sigue la misma ley que la longitud de onda de los fotones generados por un cuerpo negro. ¿Es eso?

[pod]

Re: Fluctuaciones del vacío y radiación de Hawking

O sea, que eso de que la radiación de Hawking es equivalente a la de un cuerpo negro sería solo una forma de hablar para decir que la longitud de onda cuántica de las partículas (h/p) sigue la misma ley que la longitud de onda de los fotones generados por un cuerpo negro. ¿Es eso?

Podrías decirlo así; o también podrías decir que la radiación térmica es un caso particular de cuerpo negro en que sólo salen fotones

[carroza]

Re: Fluctuaciones del vacío y radiación de Hawking

Bueno, puntualizando, si tenemos un objeto suficientemente caliente, en equilibrio térmico, su radiación térmica estará compuesto no sólo por fotones, sino por Z0, W+, W-, gluones, y en general todo tipo de partículas, con una distribución de probabilidad dada por la distribución de Fermi o la de Bose, según sean fermiones o bosones.

Precisamente, la gracia del equilibrio térmico es que no tiene preferencia por ningun tipo de partícula o grado de libertad en particular.

[Chusg]

Re: Fluctuaciones del vacío y radiación de Hawking

si tenemos un objeto suficientemente caliente, en equilibrio térmico, su radiación térmica estará compuesto no sólo por fotones, sino por Z0, W+, W-, gluones, y en general todo tipo de partículas, con una distribución de probabilidad dada por la distribución de Fermi o la de Bose, según sean fermiones o bosones.

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Primera noticia que tengo. O sea, ¿que si calentásemos lo suficiente un cuerpo, podría empezar a emitir todo tipo de partículas simplemente en virtud de su temperatura?. ¿Y qué temperatura tendría que tener para poder detectarse la emisión de otra cosa que no sean fotones?. ¿del orden de las temperaturas de una estrella, para que puedan darse las reacciones nucleares necesarias?

¿Todo esto se ha verificado experimentalmente?.

[carroza]

Re: Fluctuaciones del vacío y radiación de Hawking

Hola

Cuando la temperatura es tal que $kT \simeq m c^2$, entonces empezarás a emitir partículas de masa m, además de los fotones.

Esto requiere, por ejemplo, para un pión ( $mc^2 \simeq 140 MeV$), una temperatura de unos 10^12 K.

Estas altas temperaturas se producen en colisiones de núcleos pesados a energías muy altas (por ejemplo, en el experimento Alice del CERN), y el núcleos compuesto formado, emite todo tipo de fotones y partículas diversas. Estudiando estos sistemas es como se espera encontrar el plasma quark-gluón.

[xxx_jack_xxx]

Re: Fluctuaciones del vacío y radiación de Hawking

he visto sobre el tema en un documental de discovery science que se llama "grandes misterios del universo con morgan freeman" y hay un capitulo donde hablan de eso y dicen en una parte que hawking reconocio su derrota contra otro cientifico, pero la verdad no recuerdo muy bien como era


bye