Как неспециалист, я думаю, что наконец-то узнал о происхождении излучения Хокинга (HR) благодаря отличным ответам, представленным в разделе «Объяснение излучения Хокинга» . Читая это, меня беспокоило, что, по сути, если у вас есть вакуумное состояние квантового поля (чтобы получить настоящие частицы) и гравитационное поле (чтобы получить энергию для создания частиц), кажется, что вы должны получить подобное излучение (вероятно, с некоторые поправки) для любого достаточно массивного объекта (чтобы иметь достаточно потенциальной энергии для создания пар частиц) .
Хотя приводятся некоторые аргументы, почему излучение Хокинга не существует для других гравитационных объектов, таких как Земля, на Все ли массивные тела излучают излучение Хокинга? Должен сказать, что четкого и удовлетворительного ответа я не нашел.
Я хотел бы задать здесь следующий вопрос в явной форме; вам нужна черная дыра (горизонт событий) для HR?
Пожалуйста, сосредоточьтесь на простых примерах для HR, проводя параллель и подчеркивая различия между черной дырой и планетоподобным объектом.
Нет, не все тела излучают излучение Хокинга. Однако может случиться так, что любое тело или пространство-время, где есть горизонт, будет производить излучение Хокинга.
Объяснения излучения Хокинга различны и эквивалентны (с некоторыми вольностями, чтобы упростить вещи, используя концепции виртуальных частиц). Во-первых, у вас есть квантовое поле за горизонтом в шварцшильдовской (сферически-симметричной) черной дыре ЧД, и вы записываете уравнение для поля в гравитационной метрике. После долгих манипуляций и многого другого решения представляют собой суммы членов на разных частотах, а также положительных или отрицательных частотах, которые в используемой системе координат представляют текущие и уходящие частицы. Они существуют даже в основном состоянии поля, т. е. в вакууме. Входящие частицы уходят в горизонт ЧД (имеют отрицательную массу и уменьшают массу ЧД), а вылетающие улетучиваются. И рассчитывают, что это тепловое излучение черного тела при температуре, определяемой константами и размером горизонта ЧД. И отношение к массе и площади горизонта, и энтропия, которая становится пропорциональной площади горизонта. Да, им нужно быть очень осторожными с красными смещениями и т. д., и в каких кадрах вы что видите. На бесконечности вы видите исходящие частицы, и это излучение Хокинга.
То же самое верно и для вращающихся ЧД.
На простой планете или Солнце нет черных дыр и горизонтов. Так же не работает. Кажется, что это требует горизонта.
Причина, по которой некоторые думают, что то же самое происходит всегда, когда есть горизонты, заключается в том, что они нашли другие решения с горизонтами и тем, что происходит с полями с одной стороны. Например, Риндлер в своем решении определил, что если у вас есть ускоряющаяся частица в вакууме, поскольку она продолжает ускоряться ближе к c, формируется задний горизонт. Затем Унру обнаружил эффект Унру, и оказалось, что он испускает излучение черного тела с уравнением, подобным уравнению Хокинга. У меня есть ссылка на вики-статью об этом ниже, и в ней есть больше ссылок. Есть и другое объяснение эффекта, но по сути свободно падающий наблюдатель видит только вакуум и ничего на нем, а ускоряющийся наблюдатель видит излучение. Число частиц в квантовой теории поля не является общим релятивистским инвариантом.
https://en.wikipedia.org/wiki/Unruh_effect
Если подумать, горизонт Риндлера тоже совпадает с горизонтом ЧД (оказывается, за исключением экстремальных ЧД) локально, т. е. близко к горизонту, и, таким образом, эти два эффекта связаны. Были и другие решения и попытки обобщить результат на любой горизонт.
Я не знаю, распространяется ли это на любой горизонт, но я читал «популярные» статьи, в которых так говорится. Тем не менее, я не исследовал научную литературу полностью.
Эффекта не наблюдалось, но результат Хокинга общепризнан, Унру тоже более-менее.
Но ничто подобное этому процессу не кажется разумным для любого тела. Будет интересно, если БАК обнаружит какие-либо микроскопические ЧД, потому что тогда он также обнаружит (и это может быть единственный способ увидеть ЧД) излучение Хокинга, которое для очень маленьких ЧД после исчезновения будет небольшим мини-взрывом, как время жизни ЧД обратно пропорционально ее массе и размеру горизонта.
Боб
Боб Би
Боб Би