Cómo la inclinación del campo magnético de un agujero negro crea materia ⚡ экспресс
Se estudió la creación de pares electrón-positrón por ruptura del vacío en torno a un agujero negro de Kerr inmerso en un campo magnético asintóticamente uniforme, inclinado con respecto al eje de rotación. La región donde el campo eléctrico inducido supera el valor crítico E_c = m_e^2 c^3/(eħ) se identifica mediante invariantes electromagnéticos y adopta la forma de varios lóbulos, cuyo número, tamaño y orientación dependen del ángulo de inclinación. Se estimó la energía electromagnética disponible para la creación de pares y se dedujo un factor de colimación que vincula la energía propia de la región de diados con la energía isótropa observada. Se investigaron las propiedades termodinámicas del plasma de electrones, positrones y fotones resultante, hallándose una dominancia magnética inicial. El cálculo del campo magnético mínimo necesario muestra que las configuraciones desalineadas favorecen la creación de pares en comparación con las coaxiales.
Muchos agujeros negros están rodeados de campos magnéticos. Al girar, el agujero arrastra consigo el espacio-tiempo curvado, como un volante de inercia de una máquina, y pone en marcha una fábrica cósmica. Si el campo magnético está inclinado respecto al eje de rotación, la línea de producción de la fábrica funciona de manera especialmente eficaz: se genera un campo eléctrico de una potencia increíble.
Dirac sugirió en su día, y ahora está confirmado: el vacío no está vacío, sino que bulle con pares ocultos. Al activarse, el campo “estampa” electrones y positrones a partir de la nada, como si fueran piezas de una lámina de metal. La inclinación del campo aquí es como el ángulo de avance de una herramienta: cuanto más precisa es la inclinación, mayor es la producción.
Las partículas resultantes chocan, formando un plasma incandescente. Este taller se calienta al rojo vivo y emite un estallido de rayos gamma, a veces relacionado con la explosión de una supernova: por un instante eclipsa una galaxia entera. Los científicos han descubierto que, en los primeros instantes, el motor principal del proceso no es el caos térmico (entropía), sino la energía magnética. Comprender esto permitirá evaluar con mayor precisión la potencia de las explosiones cósmicas.
🎯 Para “exprimir” partículas del vacío, la fábrica cósmica necesita un campo eléctrico un millón de millones de veces más potente que un rayo.