У меня довольно простой вопрос, который меня очень смущает.
Как показал Хокинг, черная дыра, возникшая в результате коллапса, будет излучать излучение Хокинга. Этот процесс будет уменьшать массу черной дыры до тех пор, пока она не испарится. Но как насчет черных дыр, которые не возникли в результате коллапса, т.е. вечных черных дыр?
Если у нас есть черная дыра в AdS, черная дыра действительно будет вечной, потому что все испускаемое излучение Хокинга в конечном итоге вернется в черную дыру, поскольку AdS действует как ограничивающий ящик.
Но если рассматривать вечную черную дыру в плоском пространстве, то нет процесса, обеспечивающего устойчивость черной дыры. Так что это будет означать, что в определенный момент он испарится. Почему эта черная дыра вечна? Иными словами, как геометрия, инвариантная относительно временных трансляций, может определить точное время, когда черная дыра испарится?
В исходном расчете Хокинга использовалось полуклассическое приближение. Квантовый расчет был выполнен на фоне фиксированного искривленного пространства-времени, а обратная реакция излучения Хокинга на черную дыру не учитывалась. Это должно быть хорошим, даже чрезвычайно хорошим приближением для любой макроскопической черной дыры, потому что температура Хокинга очень низка.
Таким образом, расчет не учитывает эволюцию черной дыры. Однако, зная, какая энергия теряется из-за излучения Хокинга, мы знаем, как быстро сжимается черная дыра. Опять же, это приближение, но пока температура низкая и скорость усадки очень мала, мы ожидаем, что это снова будет превосходное приближение.
По мере того, как мы приближаемся к заключительным стадиям испарения, мы ожидаем, что полуклассическое приближение больше не будет полезным, и какую-то теорию квантовой гравитации придется взять на себя. Я видел лекции, где теоретики струн пытались смоделировать самые последние этапы, но, честно говоря, это было выше моего понимания, и в любом случае у меня сложилось впечатление, что все это было в высшей степени спекулятивно и в лучшем случае плохо понято.
Черная дыра была бы «вечной» только с точки зрения общей теории относительности. Хокинг добавляет эффекты квантового поля в пустом пространстве. Итак, черная дыра, начинающаяся с массы эта масса будет уменьшаться со временем, и соответственно изменится геометрия пространства-времени. Это все равно, что установить кубик льда с массой на поверхности, поддерживаемой при температуре 33°F. Проблема по своей сути зависит от времени.
Пол Т.