De dónde sale la luz
En física, el vacío no está vacío: en él aparecen y desaparecen constantemente pares de partículas. Normalmente se aniquilan al instante, así que nada consigue salir.
En el horizonte de un agujero negro, este equilibrio se altera. Una partícula del par puede caer dentro, mientras la otra permanece fuera y se aleja. Desde fuera, esto parece un débil resplandor del propio horizonte.
La energía de la partícula que escapa procede del propio agujero negro, por lo que este pierde masa poco a poco. Esta imagen es una simplificación, pero transmite la idea esencial: la radiación le quita energía al agujero negro.
¿Qué tan lento es?
La primera tarjeta explica lo esencial. Cuanto más grande es el agujero negro, más frío está; los agujeros negros de masa estelar y, sobre todo, los supermasivos son más fríos que el cosmos que los rodea, así que absorben más de lo que emiten.
Solo podrán evaporarse en un futuro lejano, cuando el universo se haya enfriado más que ellos. Los agujeros negros pequeños se evaporarían rápido y con gran intensidad, pero hasta ahora no se ha detectado ninguno.
De esta predicción surgió una pregunta aún sin resolver sobre el destino de la información. Si un agujero negro se evapora y la radiación que sale es idéntica independientemente de lo que haya caído en él, entonces la información sobre lo que cayó desaparece, y la física no permite que eso ocurra. El debate lleva medio siglo.
La predicción se comprueba de forma indirecta. Se construyen sistemas de laboratorio con matemáticas similares -flujos de fluidos, ondas sonoras y medios ópticos- y se observa en ellos una radiación parecida; no es lo mismo, pero respalda los cálculos.
La importancia del resultado está en otra parte. Unió tres campos que hasta entonces apenas se cruzaban: la gravedad, la física cuántica y la termodinámica, y todavía se considera una de las principales pistas para unificarlos.
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Fuentes
- La radiación térmica del horizonte de un agujero negro, predicha en 1974, es inversamente proporcional a su masa
- en los agujeros negros de masa estelar y supermasivos, la temperatura es inferior a la de la radiación cósmica de fondo. La radiación no se ha observado directamente
- la paradoja de la información relacionada con ella sigue sin resolverse