Приводит ли излучение Хокинга к испарению черной дыры / уменьшению массы черной дыры?

Насколько я понимаю, излучение Хокинга приводит к испарению черной дыры, соответственно. черная дыра потеряла бы массу из-за этого эффекта .

Теперь излучение Хокинга очень похоже на излучение Унру, т.е. некоторый (видимый) горизонт ведет к термальной ванне:

Унру Радиация:

  1. Инерционный наблюдатель в пространстве Минковского излучения не видит.
  2. Наблюдатель Риндлера видит излучение Унру.

Излучение Хокинга:

  1. Свободно падающий наблюдатель не наблюдает излучение Хокинга от черной дыры.
  2. Наблюдатель, парящий где-то над горизонтом событий черной дыры, действительно видит излучение Хокинга.

Следовательно, в любом случае инерционный наблюдатель (1.) не видит излучения, в то время как ускоренный наблюдатель (2.) видит тепловое излучение.

Конечно, случай U.2 является стационарным, т.е. для риндлеровского наблюдателя пространство-время не меняется и горизонт Риндлера не исчезает, не испаряется и не меняет своего расстояния из-за излучения Унру.

Не относится ли это и к Н.2, т.е. просто есть какая-то термальная ванна из-за ускорения (или из-за какого-то горизонта), а масса черной дыры не меняется?

Более того, если черная дыра действительно испарилась из-за излучения Хокинга, не привело ли бы это к противоречивым наблюдениям свободно падающего наблюдателя (черная дыра не испаряется, потому что нет потери энергии/массы, потому что не испускается излучение) и парящего наблюдателя ( черная дыра испаряется, потому что теряет массу/энергию из-за излучения Хокинга)?

Вывод Хокинга предсказывает названное излучение, но показывает ли этот вывод также, что масса черной дыры меняется?

Если вы знакомы с выводом эффекта Хокинга, вы найдете в некоторых книгах, что они вычисляют среднее значение тензора энергии-импульса. В этом вычислении вы видите, что в черную дыру идет поток отрицательной энергии, это означает, что она теряет «массу» с массой, означающей гравитационный заряд.
Что происходит с этим потоком энергии к падающему наблюдателю? Почему он исчезает для нее? Нет, я не знаком с выводом, только с его перефразированной версией (все, что я могу понять), например, «некоторые области пространства-времени недоступны из-за горизонта, что приводит к излучению» . Поскольку это происхождение очень похоже на излучение Унру (о котором у меня тоже есть только популяризированное понимание), эти эффекты кажутся очень похожими. В частности потому, что инерциальные наблюдатели в обоих случаях ничего особенного не видят.
Если вам действительно интересно узнать, почему здесь нет противоречия, вам следует провести серьезное исследование, чтобы понять математику общей теории относительности. Популярные версии - это просто для людей, а истинное объяснение находится в математике ... см. эти ответы, что свободно падающий наблюдатель не определяет инерциальную систему отсчета, кроме как локально
Вы говорите, что свободно падающий наблюдатель действительно видит излучение Хокинга, потому что оно инерционно только локально?

Ответы (2)

Эффекты Унру и Хокинга похожи, но не совсем одинаковы. В частности, свободно падающий наблюдатель вдали от черной дыры действительно обнаруживает излучение Хокинга. Инерционный наблюдатель, находящийся далеко от черной дыры, мог бы на мгновение остановиться относительно, скажем, координат Шварцшильда (для простой черной дыры) и обнаружить излучение. Они все равно обнаружат ее, когда начнут мягко падать в направлении черной дыры. Черная дыра взаимодействовала с электромагнитным полем и испускала фотоны на всеобщее обозрение, точно так же, как звезда (ну, процесс не такой, как у звезды, но конечный результат для наблюдателей далеко).

Наблюдатель, свободно падающий рядом с черной дырой, может обнаружить излучение, а может и не обнаружить, в зависимости от размера его детектора и времени, которое у него есть для регистрации эффекта. У него не так много времени, чтобы посмотреть, прежде чем он войдет в горизонт, так что ни одно из его измерений не будет точным. На самом деле его измерения энергии будут неточными на величину порядка температуры Хокинга. И если он попытается измерить время, достаточное для получения такой точности, то он не сможет не заметить, что пространство-время не является плоским. То есть его местоположение сместится на расстояние порядка радиуса Шварцшильда. Это один из способов понять, почему наблюдения такого наблюдателя не совпадают с наблюдениями инерциального наблюдателя в плоском пространстве-времени. (Конечно, принцип эквивалентности применяется только в пределах небольших областей пространства-времени). Другой способ увидеть это — отметить, что тензор электромагнитного поля в случае Хокинга не такой, как в случае Унру.

Я попытаюсь объяснить это, не используя никаких уравнений. Надеюсь, я не совершу ошибок на этом пути.

Свободно падающий наблюдатель «близко» к горизонту черной дыры не обнаружит никакого излучения Хокинга, как и неускоряющийся наблюдатель в пространстве Минковского. Это не означает, что любой свободно падающий наблюдатель не может обнаружить излучение Хокинга. Если бы это было так, то даже наблюдатели, покоящиеся в пространственной бесконечности (и, следовательно, свободно падающие под действием гравитации черной дыры), не смогли бы обнаружить излучение Хокинга. Несмотря на то, что свободно падающие наблюдатели, находящиеся близко к горизонту, локально увидят его плоским, если их попросить увеличить досягаемость, чтобы почувствовать кривизну горизонта, они почувствуют геодезическое отклонение как ускорение. (Это означает, что у нас не может быть твердого протяженного свободно падающего наблюдателя вблизи горизонта.

Другими словами, если вблизи горизонта наблюдатель использует достаточно большой детектор, чтобы почувствовать кривизну горизонта, то этот детектор почувствует ускорение. Это означает, что достаточно большие детекторы могут видеть излучение. Также детектор должен быть неускоряющимся объектом в системе отсчета наблюдателя. В противном случае это будет работать некорректно, например, в случае плоского пространства-времени.

Хорошо, позвольте мне повторить это своими словами, чтобы убедиться, что я понял: в искривленном пространстве-времени существуют приливные эффекты, и для того, чтобы твердое тело оставалось твердым, должны существовать негравитационные силы, такие как электромагнитные, чтобы поддерживать его форму (это может деформироваться из-за нагрузки, но не должна плавать). Эти силы подразумевают ускорение, следовательно, излучение, как и излучение Унру. Так что это общая черта, когда есть приливные воздействия и мы имеем жесткое свободно падающее тело (отсутствие внешних сил на тело в целом).
Да, по крайней мере, это то, что я думаю, может быть правильным ответом. Если вблизи горизонта вы используете детектор, достаточно большой, чтобы чувствовать кривизну горизонта, то этот детектор почувствует ускорение. Это означает, что достаточно большие детекторы могут видеть излучение. Я просто немного отредактировал ответ. Я точно не знаю, почему этот ответ получил отрицательный голос.
Приводит ли излучение Хокинга к испарению черной дыры / уменьшению массы черной дыры?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v