S. Gholizadeh Siahmazgi, P. R. Anderson, R.D. Clark and A. Fabbri

Stress-energy tensor for a quantized scalar field in a four dimensional black hole spacetime that forms from the collapse of a null shell

arXiv:2111.14764 [gr-qc]

¿De qué se trata? Un problema muy importante, en gravedad, és comprender como la radiación de Hawking modifica el agujero negro mismo y cual és su evolución, almenos en los primeros instantes (problema de la ‘backreaction’).. En gravedad, necesitamos resolver un conjunto de ecuaciones, las ecuaciones de Einstein semiclásicas, donde el término de fuente es dado por valor esperado del tensor energía-momento de un campo de materia cuántico. Hemos desarrollado un método para calcular esta cantidad para un campo escalar en un espacio-tiempo dinámico que describe el colapso (simplificado) de una ‘shell’ nula con formación de un agujero negro de Schwarzschild. Su validez ha sido verificada en el caso a dos dimensiones (2D), donde existen resultados análiticos cnocidos, y será aplicado al caso 4D.

¿Por qué es importante? El problema de la ‘backreaction’ ha sido resuelto para ciertos agujeros negros en el contexto bidimensional y de manera análitica (véase por ejemplo el capítulo 6 de la monografía ‘Modeling Black Hole Evaporation’, A. Fabbri and J. Navarro-Salas, Imperial College Press/World Scientific) pero se trata de un problema extramadamente difícil, desde un punto de vista técnico, en 4 dimensiones. Nuestro nuevo método perimtirá abordar, por primera vez, este problema y estudiar aspectos del proceso de evaporación más allá del análisis de Hawking, como por ejemplo las correcciones a grandes tiempos al flujo de evaporación térmico y las modificaciones cuánticas a la métrica (clásica) del agujero negro.