Sunday, December 6, 2009

El espacio vacío no está vacío y los agujeros negros se evaporan

El espacio vacío tiene partículas. Esas partículas son llamadas partículas virtuales que se deducen del principio de indeterminación de Heisenberg y son las responsables de que los agujeros negros se "evaporen".

Vamos por partes:

¿Qué dice el Principio de indeterminación de Heisenberg?
En mecánica cuántica, este principio dice que ciertos pares de propiedades físicas (como posición y momento) no pueden ser medidas con una precisión arbitraria. Es decir, cuanto más precisamente medimos una propiedad, menos podemos medir de la otra.

¿Qué son las partículas virtuales?
Una partícula virtual es una partícula que existe durante un tiempo y espacio limitado (menor al tiempo de Planck), introduciendo incertidumbre en su energía y momento. Estas partículas, que son representadas por una distribución de probabilidad, como no existen permanentemente, se llaman partículas virtuales.

¿Qué tiene que ver todo esto con el espacio vacío?
El espacio vacío, no está vacío, ya que tiene un conjunto de partículas virtuales que son creadas y destruídas constantemente. Estas partículas son creadas del vacío (a partir de un fotón) como pares partícula-antipartícula, que se eliminan a ellas mismas rápidamente y desaparecen (creando otro fotón). De manera que el vacío está "repleto" de pares partícula-antipartícula que se crean y destruyen en un tiempo menor al tiempo de planck.

¿Qué pasa cuando un par no se destruye?
Pues bien, cuando un par partícula - antipartícula se crea cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro, puede ocurrir que una componente del par entre en el agujero negro y la otra no, con lo que el par no se elimina dentro del intervalo del tiempo de Planck. Entonces, la otra partícula se convierte en real (porque no es eliminada a tiempo) y masa/energía es radiada al espacio exterior desde el agujero negro. Esta pérdida es acumulativa y podría resultar en la evaporación de un agujero negro (aunque tardaría del orden de 100^100 años).



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