¿Los horizontes de sucesos aparentes tienen radiación de Hawking?

Question

Según tengo entendido, los agujeros negros tienen un horizonte de sucesos absoluto y un horizonte aparente específico para un observador. Además de los agujeros negros, un horizonte aparente puede provenir de cualquier aceleración sostenida. En primer lugar, está el "horizonte de partículas" del universo que es la distancia más lejana a la que puede llegar la luz antes de que la aceleración de la expansión del universo lo prohíba, entonces se da el caso de un observador en constante aceleración en un espacio plano normal.

Mi zerra pregunta es si la radiación Hawking de un agujero negro podría decirse que proviene del horizonte aparente o del absoluto, ¿cuál es? Obviamente el primero sería específico para cada observador.

Para el caso de la aceleración universal, la energía oscura, la constante cosmológica (por favor, ayúdenme con la terminología que corresponda): Uno podría preguntarse "¿observamos la radiación del horizonte?", para lo cual ya tenemos una respuesta disponible en la forma del fondo cósmico de microondas (CMB). Pero tengo curiosidad por saber si esto coincidiría con la temperatura e intensidad que se esperaría si se tratara el borde del universo como un horizonte de agujero negro. ¿Son estos dos equívocos en algún sentido?

Por último, lo que más me interesa es preguntar qué ocurriría para el caso de un observador en constante aceleración. Detrás del observador existe un horizonte aparente más allá del cual la luz nunca puede llegar. ¿Sería posible que la radiación de Hawking se observara como si viniera por detrás?

¿Podría P observar la radiación Hawking que viene por detrás?

Por supuesto, si se toma la versión simple de la temperatura de la radiación de Hawking ( $T = \frac{\hbar c^3}{8 \pi G M k_B}$ ) y se introduce una masa supergrande, se obtendrá una temperatura superpequeña que no coincidirá con los 2,7 K del CMB. Por supuesto, los dos casos que estoy discutiendo no tienen ninguna masa definible que se pueda utilizar. Me imagino que en el caso de una partícula simplemente acelerando, una mayor aceleración se correspondería con una mayor radiación de Hawking, por lo que no es un problema para cosas normales, pero si aceleramos algo pequeño con gran fuerza, ¿podría observar la radiación de ese (falso) horizonte de sucesos?

Answer 1

Sí, P observará una radiación térmica que es localmente idéntica a la radiación de Hawking y que se llama radiación de Unruh. Su temperatura es $a/2\pi$ en el $\hbar=c=k_B=1$ unidades.

http://en.wikipedia.org/wiki/Unruh_radiation

Unas palabras más sobre la relación de Unruh y la radiación Hawking.

Unruh encontró su derivación después de que Hawking encontrara la suya, aunque la radiación de Unruh es algo más simple y elemental. Esta anomalía demuestra que Hawking no tenía problemas para hacer cálculos más complicados que los demás.

Además, la magia del fondo de los agujeros negros es que el campo vectorial asesino $\partial/\partial t$ donde $t$ es la coordenada temporal ordinaria de Schwarzschild tiene el carácter de un observador "no acelerado" en el infinito (lejos del agujero negro) pero cerca del horizonte, se acelera mucho (para no caer al agujero negro).

Este último hecho significa que en este marco de referencia, el observador sentado sobre el horizonte de un agujero negro (utilizando sus chorros) verá lo que parece la radiación Unruh, pero porque su $t$ se interpola continuamente al "tiempo estático" en el infinito, esta radiación se hará real en el infinito.

Es importante tener en cuenta que una estrella sin horizonte de sucesos no emite ninguna radiación Hawking. Las condiciones de contorno en la superficie de la estrella son completamente diferentes a las del horizonte de sucesos. En el caso de una estrella, no podemos argumentar que un observador en "caída libre" verá un bonito vacío local - porque un observador en caída libre se mata cuando choca con la superficie de la estrella.

Por último, mencionemos que la imagen original de OP -una forma de dividir el espacio de Minkowski por un horizonte de sucesos para un observador que acelera- se conoce como el espacio de Rindler:

http://en.wikipedia.org/wiki/Rindler_coordinates

El horizonte de sucesos para el observador depende del observador y también se conoce como horizonte de Rindler.

Answer 2

Los horizontes aparente y de partículas son artefactos matemáticos que surgen cuando se considera un objeto que viaja a una velocidad fija frente a otro que lo hace a una velocidad creciente. Por ejemplo, si intentas correr (a una velocidad bastante fija) para alcanzar a alguien en bicicleta, será mejor que estés muy cerca de ellos mientras están empezando (acelerando). Puedes alcanzarlos al principio, pero si tienen la oportunidad de acelerar un poco, entonces nunca los alcanzarás. Estas dos situaciones (puede alcanzar / no puede alcanzar) están a dos lados del "horizonte de la bicicleta". El significado habitual de "horizonte de sucesos" es en el contexto de un agujero negro. Allí el horizonte es un efecto muy local, y existe en un lugar muy específico (muy diferente). Un observador en aceleración no verá el horizonte en un lugar diferente. Si el horizonte se moviera desde la perspectiva de un observador, entonces empezarías a tener contradicciones entre diferentes observadores. Es decir, una persona podría ver que se emiten partículas desde un "horizonte inferior" que está por debajo de donde otra persona ve el horizonte. Sin embargo, la otra persona también debe ver esas partículas (al fin y al cabo, están ahí), pero las vería venir a través de su "horizonte superior" (la radiación Hawking se emite justo por encima del horizonte del agujero negro, no pasa nada).