Temperatura de los agujeros negros: cómo la energía de las partículas altera el calor exprés

Un agujero negro no es del todo negro. De su horizonte se filtra constantemente una débil radiación térmica, como el vapor de una taza que se enfría. La temperatura de ese vapor depende de la gravedad en la superficie. Pero si las partículas poseen una energía muy alta, las fórmulas habituales pueden fallar: a energías cercanas a la de Planck, el propio espacio-tiempo empieza a comportarse de otro modo.

El nuevo trabajo compara dos enfoques para este problema. El primero es como si observáramos una partícula en un pequeño laboratorio en caída libre cerca del horizonte. El segundo, como si la propia geometría del espacio cambiara según la energía de la partícula, como si el mapa de una ciudad se redibujara para un peatón y para un tren. Resulta que para un agujero negro esféricamente simétrico ambos enfoques dan el mismo desplazamiento de temperatura si la energía de la partícula se fija en un valor razonable.

Para modelos simples de relatividad deformada, la corrección desaparece por completo. Para el caso más general con dos parámetros, la temperatura puede ser ligeramente menor o mayor de lo habitual, pero la diferencia siempre es proporcional a la relación entre la energía de la partícula y la de Planck. En agujeros negros macroscópicos esa relación es insignificante y el efecto se pierde en el ruido. Solo se vuelve notable para agujeros negros del tamaño de un núcleo atómico, donde la energía de las partículas es comparable a la de Planck.

Así, las distintas formas de tener en cuenta las energías ultraaltas cerca de un agujero negro conducen a la misma respuesta para la temperatura. Esto da esperanza de que al menos las propiedades térmicas de estos objetos puedan describirse de manera uniforme, a pesar de lo incompleto de nuestro conocimiento sobre la gravedad cuántica.