Radiación de Hawking para niños
La radiación de Hawking es una idea fascinante en la física que explica cómo los agujeros negros podrían perder energía y encogerse con el tiempo. Esta radiación fue propuesta por primera vez en 1974 por el famoso físico británico Stephen Hawking. Él describió cómo esta radiación se produce cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro, que es el punto de no retorno donde ni siquiera la luz puede escapar.
La idea de Hawking surgió después de una visita a Moscú en 1973. Allí, los científicos soviéticos Yákov Zeldóvich y Alekséi Starobinski le mostraron que, según las reglas de la mecánica cuántica, los agujeros negros que giran deberían emitir partículas.
La radiación de Hawking hace que los agujeros negros pierdan masa y energía. Por eso, a este proceso también se le llama "evaporación de agujeros negros". Se cree que los agujeros negros que no absorben más materia se harán cada vez más pequeños hasta desaparecer por completo. Los agujeros negros muy pequeños, llamados micro agujeros negros, emitirían mucha más radiación y, por lo tanto, se evaporarían mucho más rápido que los agujeros negros gigantes.
En junio de 2008, la NASA lanzó el telescopio espacial Fermi. Este telescopio busca destellos de rayos gamma que podrían ser la señal final de la evaporación de agujeros negros muy antiguos. Algunos científicos también han pensado que el Gran Colisionador de Hadrones del CERN podría crear micro agujeros negros y permitirnos observar su evaporación, aunque hasta ahora no se ha observado ninguno.
Contenido
¿Cómo se produce la radiación de Hawking?
Una de las ideas clave de la mecánica cuántica es que el espacio vacío no está realmente vacío. En cambio, está lleno de "fluctuaciones cuánticas". Esto significa que, por un instante muy breve, pueden aparecer pares de partículas y antipartículas de la nada. Estas partículas son "virtuales" y normalmente se anulan entre sí muy rápido, devolviendo la energía que "tomaron prestada" para aparecer.
Sin embargo, cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro, la gravedad es increíblemente fuerte. Aquí, puede ocurrir algo especial:
- Un par de partícula-antipartícula aparece.
- Una de las partículas cae dentro del agujero negro.
- La otra partícula logra escapar hacia el espacio.
Cuando una partícula escapa, la energía para su creación proviene del agujero negro. Esto significa que el agujero negro pierde una pequeña cantidad de energía para compensar la partícula que se fue. Este proceso continuo hace que el agujero negro emita radiación y, poco a poco, pierda masa.
Según esta teoría, un agujero negro pierde masa a un ritmo que depende de su tamaño. Los agujeros negros más pequeños se evaporan mucho más rápido que los más grandes. Por ejemplo, un agujero negro del tamaño de un átomo desaparecería casi al instante. Sin embargo, para los agujeros negros más grandes, este proceso es increíblemente lento, tanto que solo sería notable en escalas de tiempo mucho más largas que la edad actual del universo.
El proceso de evaporación de un agujero negro
Cuando las partículas escapan, el agujero negro pierde energía y, por lo tanto, su tamaño disminuye. Esta emisión constante de radiación de Hawking se conoce como "evaporación del agujero negro". Es un proceso por el cual el agujero negro se va haciendo más pequeño hasta desaparecer por completo, aunque esto lleva muchísimo tiempo.
Para entender lo lento que es este proceso, podemos imaginar que un agujero negro es como un objeto que emite calor. Cuanto más grande es el agujero negro, más fría es la radiación que emite y más lento se evapora.
Por ejemplo, si nuestro Sol se convirtiera en un agujero negro, su temperatura de radiación de Hawking sería extremadamente baja, mucho más fría que la radiación que nos llega del espacio. Esto significa que, si existiera, sería casi imposible de detectar.
¿Cuánto tiempo tarda un agujero negro en evaporarse?
El tiempo que tarda un agujero negro en evaporarse depende de su masa.
- Un agujero negro con la masa de nuestro Sol tardaría alrededor de 1064 años en evaporarse. Para que te hagas una idea, la edad del universo es de unos 13.8 mil millones de años (1.38 x 1010 años). ¡Es un tiempo inimaginablemente largo!
- Un agujero negro supermasivo, como el que se encuentra en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea (llamado Sagitario A*), tardaría aún más, aproximadamente 1.51 x 10155 años.
- Incluso los agujeros negros más grandes que se cree que podrían existir, con masas de hasta 1014 veces la masa del Sol, tardarían más de 10106 años en evaporarse.
Estos cálculos nos muestran que la evaporación de los agujeros negros es un proceso extremadamente lento para la mayoría de ellos. Solo los agujeros negros muy pequeños, que quizás se formaron justo después del Big Bang, podrían estar evaporándose en la actualidad. Si esto fuera así, podríamos ver explosiones de estos agujeros negros diminutos, pero hasta ahora no hay pruebas de ello.
Galería de imágenes
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En la actualidad se cree que muchas galaxias suelen tener un agujero negro en su centro, incluida la nuestra.
Véase también
En inglés: Hawking radiation Facts for Kids
