Pensé que la antipartícula se aniquilaba con una masa "normal" dentro del agujero negro ¿No?
No. Primero, tanto las partículas como las antipartículas tienen masa "normal" (en caso de que tengan masa en primer lugar) y energía "normal" (positiva). La distinción entre ellos es una cuestión de convención o una cuestión de qué tipo es más común en el universo. Además, para los agujeros negros en masa típicos, la mayor parte de la radiación de Hawking estaría hecha de fotones, que propiamente ni siquiera tienen antipartículas, aunque también se podría decir que son su propia antipartícula.
¿No deberían tanto la partícula como la antipartícula tener la misma oportunidad de caer, o simplemente escapar?
Sí, y los no cargados lo hacen. Un agujero negro más pequeño irradiaría tanto neutrinos como antineutrinos, suponiendo que todos los neutrinos sean masivos (de lo contrario, todos los agujeros negros ya lo harían), y uno suficientemente pequeño (y por lo tanto suficientemente caliente) irradiaría electrones y positrones. En términos generales, un agujero negro irradiará cantidades no despreciables de partículas masivas cuando la temperatura del agujero negro sea del orden de la masa de partículas o mayor, en unidades naturales.
Parece que debería haber la misma posibilidad de que la partícula o la antipartícula se capturen mientras la otra "se expulsa".
Correcto, con una pequeña excepción de que si un agujero negro caliente tiene carga eléctrica, es más probable que irradie partículas del mismo signo de carga.
Por lo tanto, parece que el agujero negro debería estar algo estable en cuanto al cambio de masa con respecto a las partículas virtuales.
Si una partícula o una antipartícula cae en un agujero negro, su masa aumentará. No importa. Fundamentalmente, la "razón" para la radiación de Hawking es que el estado de vacío en la teoría del campo cuántico es un estado de energía más baja, pero diferentes observadores pueden estar en desacuerdo sobre qué estado es el vacío. Por lo tanto, dado que las partículas son fluctuaciones en la parte superior del vacío, pueden estar en desacuerdo sobre si hay partículas o no.
No creo que haya una buena manera de reparar la historia de "caída de antipartículas", excepto algún atractivo indirecto para la conservación de la energía: si la partícula que escapa es real y tiene energía positiva, la que cayó debe tener energía negativa, y por lo tanto disminuya la masa del agujero negro. Desafortunadamente, eso solo muestra lo que debe suceder para que la situación sea consistente, no es que realmente suceda.
Aunque con cierto conocimiento de la relatividad general, uno puede motivar esto un poco más, por ejemplo, para el agujero negro de Schwarzschild, existe una conservación de energía dada por un campo vectorial de Killing, que va desde el tiempo hasta el espacio en el horizonte, así que qué externo El observador considera que el tiempo / energía sería espacio / momento dentro del agujero negro, y se permite que el momento sea negativo.