Limitaciones a agujeros negros polimerizados a partir de la radiación de Hawking.

 

Tuesday February 8th 2022
Jeremy Auffinger, Univ. Lyon

Polymerized black hole constraints from Hawking radiation
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Por Jorge Pullin, LSU

Hay agujeros negros de distintos tipos. Los más conocidos son los que resultan cuando una estrella, con una masa algo mayor que la del Sol, colapsan. La masa de los agüeros negros resultantes es un múltiplo de la masa del Sol y se los conocen como agujeros negros “estelares”. Existen agujeros negros mucho mas grandes, de millones a miles de millones de masas solares. Estos se encuentran en el centro de las galaxias y presumiblemente se forman absorbiendo estrellas y agujeros negros circundantes. Se los conoce como agujeros negros supermasivos. Una tercera categoría, que no ha sido directamente observada aun, consistiría en agujeros negros muchos más chicos. Serían producidos en el universo temprano a partir de fluctuaciones en la densidad de materia.

La manera en que las estrellas rotan alrededor de las galaxias sugiere que las últimas contienen mucha más materia que lo que es visible. Este es el origen de la conjeturada “materia oscura” que se supone contienen. Hay varias propuestas para que clase de objetos constituirían la materia oscura, que van desde partículas elementales de distintos tipos hasta agujeros negros primordiales.

En la década del 70, Hawking mostró teóricamente que los agujeros negros emiten radiación como lo hace un pedazo de metal caliente, con una temperatura característica. Esta última es inversamente proporcional a la masa de los agujeros negros. Para agujeros negros estelares, la temperatura es muy baja, del orden del millonésimo de grado. Como consecuencia, la radiación de Hawking de dichos agujeros negros es inobservable en la práctica. Los agujeros negros primordiales, como son más chicos, tendrían una temperatura mucho más alta y por ende más radiación de Hawking. Esta no ha sido observada (aun), así esto puede ser usado para poner cotas a la presencia de este tipo de agujeros negros. Si uno los toma como candidatos a la materia oscura, esto ayuda a poner limitaciones a los tipos posibles de modelos de materia oscura.

La gravedad cuántica de lazos ha sido aplicada a lo largo de la última década a situaciones con simetría esférica, incluyendo agujeros negros. Han emergido distintos modelos, difiriendo en hipótesis y presentan escenarios que difieren en pequeños detalles. Pero la característica central es que eliminan los infinitos que aparecen en relatividad general clásica dentro de los agujeros negros y conocidos como singularidades. Había una expectativa de larga data que una teoría exitosa de la gravedad cuántica llevaría a un resultado así, dado que nada puede ser infinito en la realidad.

Esta plática analizó las modificaciones a los cálculos de radiación de Hawking de agujeros negros primordiales, y sus consecuencias en modelos de materia oscura que los involucran, si uno considera los agujeros negros que aparecen en gravedad cuántica de lazos. Si alguna vez se observa la radiación de Hawking de estos agujeros negros podría proveed valiosa información experimental acerca de la gravedad cuántica.