Есть ли экспериментальные доказательства излучения Хокинга?

Физическое понимание этого процесса можно получить, представив себе, что излучение частица-античастица испускается сразу за горизонтом событий. Это излучение не исходит непосредственно от самой черной дыры, а скорее является результатом того, что виртуальные частицы «стимулируются» гравитация черной дыры превращается в настоящие частицы. Поскольку пара частица-античастица была создана гравитационной энергией черной дыры, выход одной из частиц снижает массу черной дыры» .

Как виртуальная частица может стать реальной частицей? Это связано с передачей энергии от потенциальной энергии черных к виртуальным частицам?

« Альтернативный взгляд на этот процесс состоит в том, что флуктуации вакуума вызывают появление пары частица-античастица вблизи горизонта событий черной дыры. Одна из пар падает в черную дыру, а другая улетает. Чтобы сохранить полную энергию, частица, упавшая в черную дыру, должна была иметь отрицательную энергию (по отношению к наблюдателю, находящемуся далеко от черной дыры), что приводит к тому, что черная дыра теряет массу, и стороннему наблюдателю кажется, что черная дыра дыра только что испустила частицу » .

Что значит для частицы иметь отрицательную энергию относительно наблюдателя вне черной дыры?

«В другой модели процесс представляет собой эффект квантового туннелирования, при котором пары частица-античастица формируются из вакуума, а одна из них туннелирует за горизонт событий » .

Можно ли это предсказание проверить экспериментально? Есть ли прогресс в этом направлении на данный момент?

Я бы сказал, что экспериментальные данные хороши, но данные наблюдений (в целом) еще лучше! Возьмем, к примеру, вопрос о том, круглый ли мир... Магеллан не возился с моделями, он просто плыл из Испании в Испанию через остальную часть сустава! И никто впоследствии не построил никаких моделей, чтобы доказать, что он этого не делал...
-- Является ли ваш вопрос более фундаментальным о том, существует ли излучение Хокинга, или он касается какого-либо преимущества, которое могут иметь экспериментальные данные по сравнению с данными наблюдений при подтверждении существования этого излучения?

Ответы (2)

Есть несколько физических систем, которые могут быть аналогичны черной дыре. Одной из них является звуковая/акустическая черная дыра (или немая дыра), в которой фононы не могут покинуть конденсат Бозе-Эйнштейна, который течет быстрее, чем локальная скорость звука, подобно фотонам, которые не могут покинуть гравитационный колодец. черной дыры.

В таком аппарате экспериментально измерялся аналог излучения Бекенштейна-Хокинга, например:

Штайнхауэр, Дж. (2014). Наблюдение самоусиливающегося излучения Хокинга в аналоговом лазере на черных дырах. Физика природы, 10(11), 864-869. дои: 10.1038/nphys3104

Несмотря на то, что цитируемая статья защищена платным доступом, описание эксперимента в настоящее время находится в свободном доступе на странице indico.cern.ch/event/824418/attachments/1852425/3062548/…
Экспериментально полученные данные, находящиеся «в пределах 6%» от теоретически выдвинутых гипотез, совсем не кажутся впечатляющими по научным стандартам, но ФП запрашивал только «какие-либо» экспериментальные доказательства, поэтому я думаю, что ответ хороший: однако их колебания в ее принятии могли быть вызваны тем, что А. Ок не смог ответить на второстепенные вопросы об отрицательной энергии и образовании реальных частиц.

Хотя я не вижу ничего плохого в ответе «А. Хорошо» от 2017 года (который ответил на вторичный вопрос ОП о прогрессе, достигнутом в экспериментальной проверке существования излучения Хокинга), я понимаю, что он не полностью отвечает на вопрос заголовка ОП. , в первую очередь из-за возможных различий между звуком (чей энергетический эффект возникает в результате взаимодействия между фермионами, составляющими по крайней мере часть массивной среды, обычно воздуха) и светом (который полностью состоит из бозонов, которые отличаются от фермионов в таких важных аспектах, как их способность проходят друг через друга). Эти различия могут объяснить выводы «в пределах 6 процентов» от тех, которые были выдвинуты для эксперимента, что кажется довольно низким по научным стандартам.

Следовательно, я хотел бы указать на анализ данных наблюдений, который был довольно авторитетно признан ответом на вопрос заголовка ОП: найден в препринте статьи 2 марта 2020 г. под названием «Очевидные доказательства наличия точек Хокинга в реликтовом излучении». Sky» Даниэля Ана, Кшиштофа А. Мейснера, Павла Нуровски и Роджера Пенроуза. он интерпретирует «несколько аномальных пятен значительно повышенной температуры» на космическом микроволновом фоне как излучение Хокинга и, по-видимому, стал решающим фактором в присуждении (6 октября 2020 г.) Нобелевской премии по физике физику-математику. Сэр Роджер Пенроуз.

Доклад Нобелевского комитета можно найти по адресу https://www.nobelprize.org/uploads/2020/10/advanced-physicsprize2020.pdf или путем вырезания и вставки его заголовка («Теоретическая основа черных дыр и сверхмассивного компактного объекта»). в Галактическом центре") в любое окно поиска. Отчет включает краткую библиографию некоторых связанных работ Пенроуза и других.

Что касается вторичного вопроса ОП об энергии, виртуальные частицы становятся реальными благодаря гравитационному полю черной дыры, как описано Гасперини, Венециано и другими, с описанием Гасперини процесса (как результат разделения членов виртуальной частицы). /античастица на длину волны, превышающую комптоновскую, в течение времени, превышающего комптоновское), доступного в публичных библиотеках (либо напрямую, либо через межбиблиотечный абонемент) в "Gasperini, M. 1986, PhRvL, 56, 2873". (Хотя в «популярных научных» текстах, таких как Приложение А в версии 1997 года книги Гута под названием «Инфляционная Вселенная», это часто упоминается как «отрицательная энергия»,

«Похоже, это стало решающим фактором в присуждении (позже в 2020 году) Нобелевской премии физику-математику сэру Роджеру Пенроузу». --> У вас есть ссылка, подтверждающая это утверждение? Космологическая модель Пенроуза далека от мейнстрима, особенно по сравнению с его работой над (абсолютно фундаментальными) теоремами сингулярности в 60-х и 70-х годах. В цитировании Нобелевской премии говорится, что Пенроуз получил ее «за открытие того, что образование черных дыр является надежным предсказанием общей теории относительности».
Эта ссылка не работает для меня. Однако я совершенно уверен, что премия Пенроуза в первую очередь присуждается за его работу над теоремами сингулярности, хотя Пенроуз внес много важных вкладов в формулировку квантовой гравитации.
Отчет Нобелевского комитета, который можно найти, нажав на ссылку или вырезав его из моего предыдущего комментария и вставив его в окно поиска, содержал много комментариев, относящихся к моему ответу, в отношении комментария, который я впоследствии включил сюда.
Библиография отчета Нобелевского комитета включает МНОГИЕ ссылки на аспекты, имеющие отношение к решению этого комитета и относящиеся не только к теоремам сингулярности, но и к работе Пенроуза по формированию И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ черных дыр, чья потенциально вечная продолжительность существования сформировалась основа «по эту сторону пруда» для согласованного противодействия религиозных фундаменталистов выводам его «Конформной циклической космологии» (правда, трудно читаемой, но мне, неспециалисту, это удалось)! Пенроуз Р., 2010 г., Циклы времени: необычный взгляд на Вселенную, Бодли.
Я знаком с моделью CCC Пенроуза. Это интересно, но не совсем принято космологическим сообществом. Общепринятая точка зрения состоит в том, что утверждения о том, что доказательства этой модели в реликтовом излучении являются чрезмерным толкованием статистических флуктуаций, как показано в iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/ 2020/03/021 . Нобелевская премия, возможно, процитировала эту работу, если давала рецензию на работы Пенроуза, но он не получил за нее премию. Главной заслугой премии является то, что он показал, что черные дыры являются надежным предсказанием ОТО, что является содержанием теорем сингулярности.
Неработающая ссылка, упомянутая Эндрю, была заменена правками моего ответа, в которых содержится информация об авторах и название окончательной (2 марта 2020 г.) версии рассматриваемого препринта Arxiv, в которой находится его полный текст. Если бы вопрос ОП касался какого-либо предпочтения, которое они могли бы иметь в отношении экспериментальных данных, а не данных наблюдений, а не о существовании HR, вопрос был бы сформулирован более четко с этой целью. В противном случае репутация авторов препринта в сочетании с отчетом и библиографией Нобелевского комитета 2020 года может оправдать принятие этого ответа.
Использование слова «энергия» в описании гравитации может быть необычным, главным образом потому, что такое использование было бы словесно несовместимым с «энергетическими условиями», в формулировке которых, как я полагаю, Пенроуз также сыграл роль.
Есть ли экспериментальные доказательства излучения Хокинга?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v