Излучение Хокинга и виртуальные частицы

Почему у черной дыры отнимают энергию/массу? Разве энергия, исходящая от виртуальной частицы, не исходит из энергии вакуума? ...если это так, то почему черная дыра должна оплачивать энергетический долг?

Если черная дыра создает частицы своей энергией, какая энергия черной дыры использовалась для их создания?

Хитрость в том, что по отношению к наблюдателю, находящемуся в бесконечности, падающая частица имеет отрицательную энергию. Следовательно, когда он уходит за горизонт, то масса горизонта будет его начальной массой за вычетом отрицательной падающей энергии. Это позволяет исходящей частице перейти на оболочку и иметь положительную энергию.
@JerrySchirmer: В координатах Шварцшильда (время, радиус) на горизонте происходит изменение подписи, поэтому «энергия» влетающей частицы, видимая наблюдателем на бесконечности, кажется более (отрицательной) радиальный импульс. Невозможно рассмотреть процесс с 3 действующие лица (черная дыра, влетающая частица, вылетающая частица), где в силу сохранения энергии энергия должна быть потеряна самой черной дырой?
@Trimok: энергия - это четко определенная вещь. Во всяком случае, мне больше нравится вывод излучения Хокинга в терминах внутренних и внешних состояний на бесконечности, когда вы не имеете прямого отношения к этим «виртуальным частицам» при интерпретации горизонта.

Ответы (2)

Самый простой способ увидеть это — третий закон термодинамики: каждый объект во Вселенной должен иметь температуру > 0 К, включая черные дыры. Объекты, имеющие температуру, излучают. Таким образом, если температура космического микроволнового фонового излучения ниже температуры черной дыры, черная дыра должна излучать во Вселенную больше энергии, чем получает от нее (при условии, что в нее не попадает масса). , что означает, что он теряет чистую энергию. Эта энергия исходит (посредством эквивалентности массы и энергии) от огромной массы черной дыры. Есть много более сложных способов сформулировать и уточнить это, но, по сути, за этим процессом стоят две фундаментальные вещи: термодинамика и эквивалентность массы и энергии.

Самир Матур дает очень доступный (эвристический?) отчет об излучении Хокинга и о том, почему оно приводит к потере массы черной дыры. Вы можете получить доступ к странице здесь . Он находится в стадии разработки и обновляется примерно раз в пару месяцев.

Подводя итог, можно сказать, что время жизни частиц определяется Δ Е Δ т < ℏ 2 . Обычно это означает, что чем массивнее виртуальная пара частица-античастица, тем короче ее жизнь. Однако вблизи горизонта черной дыры гравитационная потенциальная энергия настолько отрицательна, что полная энергия пары (энергия покоя плюс гравитационная потенциальная энергия) практически равна нулю. Так пара может стать долгожительницей. Из пары один уходит в бесконечность, а другой проваливается за горизонт. Тот, который упадет, будет иметь полную отрицательную энергию, потому что отрицательная гравитационная потенциальная энергия перевешивает любую положительную энергию массы покоя или кинетическую энергию. В результате отрицательная энергия уходит в черную дыру, а положительная выходит наружу. Издалека мы видим это как черную дыру, теряющую массу. Обратите внимание, что это не

Итак, это грубое (извилистое) объяснение того, как излучение Хокинга приводит к потере массы черной дыры.

Излучение Хокинга и виртуальные частицы
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v