Hawking se valió de la mecánica cuántica para explicar este fenómeno utilizando el principio de incertidumbre, según el cual, posición y velocidad son dos cantidades que no pueden conocerse simultáneamente con exactitud. Así el espacio que rodea el agujero negro no puede estar vacío, ya que atendiendo al estado fundamental o energía del punto cero (estado de energía más bajo), hasta en el vacío aparente deben haber ciertas fluctuaciones cuánticas del campo electromagnético. Como el valor del campo corresponde a su posición y su cambio respecto del tiempo es la velocidad, ambos valores no pueden tener un valor cero, porque significaría que serían conocidos con precisión al mismo tiempo, lo cual sería una violación del principio de incertidumbre.
La conclusión a la que llegó Hawking fue que la materia toma prestada energía del espacio creándose de la nada, pares de partículas-antipartículas, estas, una vez creadas, se separan y se vuelven a juntar aniquilándose. Pero en muchos casos aparecen un par de partícula-antipartícula separándose y una de ellas cruza el horizonte de sucesos quedando atrapada en el agujero negro y su compañera, al quedar sola, tiene que buscar en el infinito a su gemela para aniquilarse con ella. De esta manera alguien que pudiera observar el fenómeno a cierta distancia vería que el agujero negro emitió una partícula, la cual corresponde en cantidades infinitas a la radiación de Hawking.
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