Radiación de Hawking

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La radiación de Hawking es un tipo de radiación producida en el horizonte de sucesos de un agujero negro y debida plenamente a efectos de tipo cuántico. La radiación de Hawking recibe su nombre del físico inglés Stephen Hawking quien postuló su existencia por primera vez en 1976 describiendo las propiedades de tal radiación y obteniendo algunos de los primeros resultados en gravedad cuántica.

[editar] Origen de la radiación

Una de las consecuencias del principio de incertidumbre de Heisenberg son las fluctuaciones cuánticas del vacío. Estas consisten en la creación, durante brevísimos instantes, de pares partícula-antipartícula a partir del vacío. Tales pares se desintegran rápidamente entre sí devolviendo la energía prestada para su formación. Sin embargo, en el límite del horizonte de sucesos de un agujero negro, la probabilidad de que un miembro del par se forme en el interior y el otro en el exterior no es nula, por lo que uno de los componentes del par podría escapar del agujero negro. Este fenómeno tiene como consecuencias la emisión neta de radiación por parte del agujero negro y la disminución de masa de éste. Cabe mencionar que la disminución de masa de un agujero negro por radiación de Hawking sería únicamente perceptible en escalas de tiempo comparables a la edad del Universo y tán sólo en agujeros negros de tamaño microscópico remanentes quizás de la época inmediatamente posterior al Big Bang.

[editar] Proceso de emisión

Un agujero negro emite radiación térmica a una temperatura ,

$T_H = \frac{\kappa}{2 \pi}$ ,

en unidades de Planck con G, c, y k iguales a 1, y donde k es la superficie de gravedad del horizonte.

En particular, la radiación de un agujero Schwarzschild es radiación de un cuerpo negro con temperatura:

$T={\hbar\,c^3\over8\pi G M k}$

donde $\hbar$ es la constante reducida de Planck, c es la velocidad de la luz, k es la constante de Boltzmann, G la constante gravitacional, y M es la masa de un agujero negro. Un agujero negro de una masa solar tendría una temperatura de radiación de tan sólo 60 nK (nanokelvin). Como se puede entonces apreciar la radiación Hawking es extremadamente débil.