Simulando agujeros negros.

Muchas veces hacemos simulaciones para observar lo que sucede o sucedería un sistema.
Así, por ejemplo, hacemos una simulación para observar qué sucede durante una colisión de galaxias, ya que no disponemos del tiempo de espera necesario.
También, para estudiar las características de un sistema y verificar la teoría que lo describe, por ejemplo, el caso de un agujero negro.

Podemos emular un agujero negro con el vórtice de succión de un desagüe.

Simulación de agujero neegro en un tanque de agua

Crédito M. Richartz

En las vecindades del desagüe aparece un sutil remolino provocado por el Efecto Coriolis (pdp, El Efecto Coriolis y la conservación del Momento Angular, https://paolera.wordpress.com/2015/07/22/el-efecto-coriolis-y-la-conservacion-del-momento-angular/).
Ese remolino, bien emula el disco de acreción de materia que cae sobre el agujero negro arremolinándose, autofriccionando y recalentándose; lo que genera emisión de energía desde las vecindades del agujero negro.
Si se producen ondas perturbando de alguna manera la superficie del agua, veremos un comportamiento similar a lo que sucede con las ondas de radiación (luz).
Lejos del vórtice, las ondas viajan sin problema. En las vecindades, sienten la velocidad del flujo de agua, del remolino, y son atraídas hacia el vórtice. Eso muestra la radiación absorbida por el agujero negro. Más lejos, las ondas siguen su viaje ya que no sienten la velocidad del flujo de agua.
Pero a distancias intermedias, y más bien hacia el vórtice, las ondas sienten la velocidad del flujo de agua de manera que tienden a desviarse hacia un punto adelante del vértice, dejándolo entre ese punto y el origen de la perturbación. Eso bien emula la desviación de las ondas por el agujero negro, lo que origina las conocidas lentes gravitacionales.
Las ecuaciones de movimiento de las ondas en este caso, coinciden con las que se plantean en las vecindades de un agujero negro.
Incluso, los objetos que floten en el agua, deberán tener cada vez más velocidad para escapar del vórtice a medida que estén más cerca.

Pero hay una simulación más compleja. La que nos permite estimar la temperatura de un agujero negro.
Como todo objeto con energía, el agüero negro debe tener cierta temperatura que obviamente depende de su masa.
Aquí es donde aparece el agujero negro sónico.
Se produjo un flujo de átomos de Rubidio en un estado conocido como condensado de Bose-Einstein. Ese flujo de materia absorbe las ondas de sonido como el agujero negro absorbe las de radiación. Bajo esas condiciones se observó la creación de partículas y antipartículas, las que luego se aniquilaban. Pero en el agujero negro, una queda en el agujero negro y la otra fuera de él. Esta última se aleja dando lugar a la conocida Radiación Hawking.
También se midió la temperatura de ese agujero negro sónico, y su valor estuvo de acuerdo con lo que predice la teoría de Hawking.

Referencias:

Fuente:

pdp

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