Los agujeros negros ejercen presión en sus vecindades.

En el estudio de los agujeros negros (ANs) se utilizó no sólo conceptos de Relatividad sino también de Cuántica.
Como aún no se dispone de una completa teoría gravitatoria cuántica, se aplicó lo que se conoce como teoría de campo efectivo (https://es.wikipedia.org/wiki/Teoría_de_campo_efectivo). En ella se asumen ciertas suposiciones como que la gravedad a niveles cuánticos (en el mundo de las partículas) es débil. En este marco, se analizaron modelos matemáticos en los que apareció un término interesante.

Se llegó a la conclusión de que ese término daba cuenta de una presión en las vecindades de los ANs. Luego: los ANs ejercen presión en sus proximidades.
Esta presión es tremendamente menor a la que podamos experimentar en la Tierra o a la que estemos acostumbrados (10-54 veces la presión normal Terrestre; o sea 0, [{53 ceros} y un 1]).
Recordemos que la presión es fuerza por unidad de superficie. En el caso de la presión atmosférica, es la que sentimos por el peso de la atmósfera sobre nosotros. En el caso de la que hay en un globo, es la ejercida por las moléculas del gas moviéndose dentro del globo y chocando entre ellas. También hay presión de radiación electromagnética de una estrella producida por el flujo de fotones (partículas de energía) irradiados. El viento Solar o estelar, ese flujo de energía y partículas, ejerce presión.
Luego: ¿a qué se debe esa presión en las vecindades de los ANs?

En el espacio hay energía almacenada en campos cuánticos donde el menor nivel se llama energía de estado cero (E0). Alrededor de E0, se dan fluctuaciones como las que se pueden ver en las ondulaciones de la superficie tranquila de un lago. Para analizar y estudiar mejor esas fluctuaciones aleatorias, se desarrolló un modelo matemático de partículas y antipartículas que se crean y destruyen permanentemente. Luego: Esas partículas no existen, son sólo un herramienta para analizar mejor situaciones de fluctuaciones de energía (La desafortunada explicación de la radiación Hawking… | pdp 11.jul.2020 | https://paolera.wordpress.com/2020/07/11/la-desafortunada-explicacion-de-la-radiacion-hawking-dada-por-stephen-hawking/).

En las vecindades de los ANs el espacio está tan curvado que el valor E0 es mucho mayor que en otras partes alejadas. Luego, como siempre que en un lugar hay más energía que en otro, se produce radiación, Esa es la radiación Hawking. Esa radiación hace disminuir el valor de E0 en las vecindades de los ANs. Así, debe disminuir la curvatura del espacio en esas regiones por lo que los ANs deben perder masa ya que sus masas son las que curvan el espacio.

Bien.
La presión ejercida por los ANs, está relacionada con la energía cuántica almacenada en sus vecindades, con E0 y con la radiación Hawking, de la misma manera que hay una presión de radiación electromagnética. Si se sigue con el modelo de partículas y antipartículas virtuales, la presión está dada por ellas durante el tiempo que existen, pero recordemos que no son reales, son sólo una herramienta para analizar mejor las fluctuaciones en los campos cuánticos.
En cuanto a si esa presión es hacia afuera o hacia adentro, eso depende de las condiciones “cuánticas” imperantes en esas regiones; o si les gustan las partículas virtuales, de la “mezcla de esas partículas” que pueda haber.
Lo importante es que termodinámicamente los ANs no sólo tienen temperatura y entropía, también tienen presión.
Recordemos que se consideró una gravedad débil a nieles cuánticos, no se tuvo en cuenta una gravedad fuerte, luego: hay mucho más que hacer para terminar de entender a los ANs.

Referencia:
Strange mathematical term changes our entire view of black holes | LS 23.sep.2021 | Paul Sutter | https://www.livescience.com/black-holes-press-out-on-universe

Fuente:
Quantum gravitational corrections to the entropy of a Schwarzschild black hole | Xavier Calmet and Folkert Kuipers | Phys. Rev. D 104, 066012 – Published 9 September 2021 | Abstract: https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.104.066012

pdp.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Salir /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Salir /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Salir /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Salir /  Cambiar )

Conectando a %s

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios .