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Francis VillatoroBorja TosarJuan Carlos GilGastón GiribetIgnacio Crespoárea horizonte eventos hawkingtermodinámica agujeros negros 1970proceso físico horizonte eventosentropía proporcional al áreatermodinámica agujeros negrosrelación causal entropía áreaárea de agujeros negros hawkingentropía y relación causal hawkingStephen HawkingBeckensteinBardeenCarterIsraelChristodoroGastón GiribetVania BellucciEinsteinGRS 1915+105BellucciSchwarzschild
Área de Agujeros Negros Hawking
Ep577: Planeta Enano; Errores en IAs; Romper Agujeros Negros; Habitabilidad Química; Virus y Monos
29 de octubre de 20263 momentos
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Gastón Giribet cuestiona la justificación de Stephen Hawking para investigar el aumento del área en agujeros negros, señalando una posible inversión en la relación causal entre este fenómeno y el aumento de la entropía.
…en el tiempo dibujaría. Eso sería como la estela espacio-temporal de un agujero negro que en un momento se parte en dos y la superficie de este pantalón imaginario, que es la evolución en el tiempo de este diagrama, dibuja como una suerte de pantalón. Ahora bien, ¿es posible físicamente este proceso? Y si es posible, es probable; es decir, es altamente probable, poco probable. ¿Por qué creía que no? Hay un viejo resultado de Stephen Hawking, de 1970; entre 1970 y 1972, hubo una serie de resultados, un paper anterior a la termodinámica de los agujeros negros, y eso es importante, que mostraba que en un proceso físico el área del horizonte de eventos siempre crece. Esto es sorprendente por lo siguiente. Primero, ¿qué motivación tenía Hawking para estudiar ese problema antes del estudio de la termodinámica de los agujeros negros? ¿Por qué? Porque la pregunta es válida porque cuando uno conoce la termodinámica de los agujeros negros, sabe que la entropía es proporcional al área. Entonces, ahí no es tan sorprendente que el área siempre aumente porque si el área es proporcional a la entropía, dado que en un proceso físico, en un sistema cerrado, la entropía siempre aumenta, ergo, el área siempre aumenta. Pero esto es anterior. De hecho, la relación causal entre este resultado de que el área siempre aumenta y la entropía siempre aumenta es la inversa. Se ha tomado el teorema de Hawking como un sustento para decir: ah, no es descabellado relacionar el área con la entropía porque Hawking ya había mostrado que el área siempre aumenta, ergo la entropía siempre aumenta. Pero entonces, ¿qué motivación tenía Hawking para estudiar un teorema que dijese que el área siempre aumenta? Bueno, la idea es la siguiente: tenía la motivación bien astrofísica de acotar cuánta energía puede generarse en el centro galáctico. Si uno mira el paper original, habla de eso. Es sabido que el radio, pensemos al agujero negro como una pelota. Ahora, el…
Significado #1 · Palabras #5
Gastón Giribet cuestiona la justificación de Stephen Hawking para investigar el aumento del área en agujeros negros, señalando una posible inversión en la relación causal entre este fenómeno y el aumento de la entropía.
Habla: Gastón GiribetSignificado #1 · Palabras #5área horizonte eventos hawkingtermodinámica agujeros negros 1970proceso físico horizonte eventosentropía proporcional al áreatermodinámica agujeros negrosrelación causal entropía áreaárea de agujeros negros hawkingentropía y relación causal hawking…en el tiempo dibujaría. Eso sería como la estela espacio-temporal de un agujero negro que en un momento se parte en dos y la superficie de este pantalón imaginario, que es la evolución en el tiempo de este diagrama, dibuja como una suerte de pantalón. Ahora bien, ¿es posible físicamente este proceso? Y si es posible, es probable; es decir, es altamente probable, poco probable. ¿Por qué creía que no? Hay un viejo resultado de Stephen Hawking, de 1970; entre 1970 y 1972, hubo una serie de resultados, un paper anterior a la termodinámica de los agujeros negros, y eso es importante, que mostraba que en un proceso físico el área del horizonte de eventos siempre crece. Esto es sorprendente por lo siguiente. Primero, ¿qué motivación tenía Hawking para estudiar ese problema antes del estudio de la termodinámica de los agujeros negros? ¿Por qué? Porque la pregunta es válida porque cuando uno conoce la termodinámica de los agujeros negros, sabe que la entropía es proporcional al área. Entonces, ahí no es tan sorprendente que el área siempre aumente porque si el área es proporcional a la entropía, dado que en un proceso físico, en un sistema cerrado, la entropía siempre aumenta, ergo, el área siempre aumenta. Pero esto es anterior. De hecho, la relación causal entre este resultado de que el área siempre aumenta y la entropía siempre aumenta es la inversa. Se ha tomado el teorema de Hawking como un sustento para decir: ah, no es descabellado relacionar el área con la entropía porque Hawking ya había mostrado que el área siempre aumenta, ergo la entropía siempre aumenta. Pero entonces, ¿qué motivación tenía Hawking para estudiar un teorema que dijese que el área siempre aumenta? Bueno, la idea es la siguiente: tenía la motivación bien astrofísica de acotar cuánta energía puede generarse en el centro galáctico. Si uno mira el paper original, habla de eso. Es sabido que el radio, pensemos al agujero negro como una pelota. Ahora, el…
Gastón Giribet explica cómo Stephen Hawking utilizó límites en la energía radiada del centro galáctico para acotar la cantidad de energía liberada por la colisión de agujeros negros y cómo esto llevó a investigaciones sobre la termodinámica de los agujeros negros.
Habla: Gastón GiribetPalabras #1ondas gravitacionales y energía liberadaradio proporcional a la masa schwarzschildcolisión de agujeros negros hawkingárea del agujero negro resultanterelación área radio cuadrado schwarzschildradio agujero negro progenitoresradios al cuadrado progenitoresradiación del centro galáctico hawkingtermodinámica de los agujeros negros beckensteinentropía y área según beckensteinfragmentación de agujeros negros imposible hawkingteorema de hawking sobre agujeros negrosagujeros negros esféricos masa proporcional radio…de luz al cuadrado La energía disponible que tengo, como mucho, es la masa de un agujero negro multiplicado por su velocidad de luz al cuadrado Multiplicado por la masa del otro agujero negro Cuando los fundos, la masa resultante es un poquito menor que la de los dos agujeros negros anteriores Porque el resto de la energía se fue en la vibración del espacio-tiempo que conocemos como undas gravitacionales entonces sabíamos que el radio, porque es proporcional a la masa del agujero negro resultante iba a ser menor o igual que la suma de los dos radios de los agujeros negros iniciales entonces eso es una cota inferior al radio del agujero negro pero Hawking se dio cuenta que había una posibilidad también de que hubiese una cota superior a eso si bien es cierto que el radio del agujero negro resultante debido a la colisión de dos agujeros negros previos a la fusión va a ser menor o igual que la suma de los dos radios iniciales. El área del agujero negro resultante va a ser mayor o igual que la suma de las dos áreas de los agujeros negros iniciales. Parece ser contradictorio, pero no lo es porque el área es con el cuadrado del radio. Entonces no es contradictorio. O sea, el radio del agujero negro resultante va a ser menor o igual que la suma de los radios de los agujeros progenitores. Pero el radio al cuadrado del agujero negro resultante va a ser mayor o igual que los cuadrados de los radios de los agujeros negros progenitores. Entonces lo tenés acotado por abajo y por arriba, y esa ventana de posibilidades le permitía a Hawking en Su paper de principios de los 70 dar una cota a cuánta energía de la radiación que viene del centro galáctico podía deberse, por ejemplo, a la colisión de agujeros negros. Esa era la motivación original. Esto luego devino en una cosa mucho más interesante que era, ah, si el área siempre aumenta, Beckenstein, Bardeen, Hawking, Carter, Israel, muchos otros físicos, Christodoro y qué sé yo, empezaron a investigar en la termodinámica de los agujeros negros e identificaron, sobre todo notablemente Beckenstein, la entropía con el área. El área siempre aumenta, la entropía siempre aumenta. Hasta acá eso es lo que se entendía. Entonces parecía imposible que un proceso de un agujero negro se fragmentara en dos anteriores, porque si el área siempre aumenta, no es difícil ver que el área de un agujero negro inicial es más grande que la suma de las dos áreas de sus descendientes. Listo, se cierra ahí la discusión, es imposible porque Hawking. Demostró este teorema. Ahora bien, esto que dijimos es cierto, siempre y cuando en el caso más sencillo, que es el de un agujero negro redondito, donde podemos decir que su masa es proporcional a su radio. Pero cuando un agujero negro rota, y pueden rotar muy rápido, incluso a la velocidad de la luz. Todo esto deja de ser cierto. El agujero negro ya no es redondito, empieza a ser oblato; ya no es la solución de Schwarzschild de las agujaciones de Einstein. La solución de Kerr de las agujaciones de Einstein, que es mucho más complicado. Y por ejemplo, si…
Gastón Giribet explica que la fragmentación de agujeros negros rotantes es un tema complejo, ya que implica considerar factores como la no recolisión gravitacional y la evaporación por efecto Hawking.
Habla: Gastón GiribetSignificado #15fragmentación agujeros negros rotantesno recolisión gravitacional fragmentosevaporación efecto hawking pequeños agujerosradiación de agujeros negros hawking…de uno a otro, si estos podrían, a priori, si son solo agujeros negros, fragmentarse en dos pedacitos, en dos fragmentos. ¿Que estos dos fragmentos orbitan en torno a sí mismos y orbitan intrínsecamente y entonces el agujero negro se partió? ¿Puede pasar eso? No para un agujero negro que no rote, pero sí para un agujero negro que se fragmenten dos que roten muy rápido: esa es la pregunta. Bueno, el problema se complica porque lo que vas a tener que esperar es que no solamente se fragmente, sino que se fragmente pero no recolisione gravitacionalmente, sino que se fragmente y se escapen. Y por otro lado, los agujeros negros cuando son muy pequeños, porque uno de estos fragmentos puede ser muy pequeño, radian por efecto de Hawking. Y si son muy pequeños radian tanto que puede evaporarse antes de recolisionar con su amiguito. Entonces todos estos parámetros se empiezan a complicar y a pesar de lo crudo que son las aproximaciones en este Paper que, en muchas maneras, en cómo está escrito el paper parece confundir la plausibilidad debido a que la termodinámica te permite un proceso con la existencia de un proceso dinámico que lo lleve a cabo. Una cosa es que se extienda las condiciones…