Является ли излучение Хокинга заряженной черной дыры тепловым?

Предположим, у вас есть черная дыра Шварцшильда с массой М и угловой параметр а знак равно 0 (без вращения).

Вопрос: можно ли скинуть зарядку Вопрос с большей скоростью, чем он будет переизлучаться? Будет ли профиль излучения по-прежнему тепловым?

Если она тепловая, значит ли это, что даже большие холодные черные дыры будут излучать много энергии в виде электромагнитного излучения только для того, чтобы избавиться от лишнего заряда? Тепловые спектры, начинающиеся с 511 К е В (энергия самых низкозаряженных частиц и имеет очень небольшую излучаемую мощность при более низких энергиях) было бы очень странно называть «тепловым».

Существует дифференциальное выражение для увеличения температуры по мере того, как к черной дыре добавляется небольшой заряд (по сравнению с массой черной дыры), который можно получить, взяв формулу 11.2.17 на этой странице (Modern Relativity, 2005, Дэвид Уэйт) и вытекающие против е а также М и принимая

дельта Т знак равно ( ∂ Т ∂ е + с 2 грамм ∂ Т ∂ М ) дельта е

так что это дает профиль изменения температуры черной дыры с зарядом.

Вопрос: Правильно ли сделать вывод, что можно оценить общее излучение Хокинга относительно небольшой черной дыры ( М ≈ 10 18   к грамм ) добавляя электрический заряд с большей скоростью, чем он будет переизлучаться тепловыми спектрами?

Или спектры совершенно нетепловые, и излучение будет способствовать выбрасыванию заряженных частиц, будучи электромагнитно холодным?

Вероятно, вам придется решить заряженное поле Дирака в этой метрике. Вы должны обнаружить, что испускается больше выборов, чем позитронов.
Реальный вопрос заключается в следующем: как излучение Хокинга мешает нашим попыткам создать суперэкстремальную дыру, заряжая ее и позволяя ей излучать, полагаясь на отсечку в 511 кэВ, чтобы предотвратить потерю заряда по мере потери массы?
Если бы у вас было заряженное черное тело, вы бы назвали испускаемое им излучение «тепловым»? Если вы нагреете его до достаточно высокой температуры, он начнет испускать электроны, а не позитроны.
@lurscher, пожалуйста, обратитесь к этому документу arxiv.org/abs/hep-th/0602146
У меня есть, возможно, связанный с этим вопрос («Почему столкновение вращающихся частиц вызывает гравитационное отталкивание, а не тепло?»).

Ответы (2)

Относительно первой части вопроса (Можно ли бросить заряд с большей скоростью, чем он будет переизлучаться?) Разве ответ не простой, "да"? Заряд — одно из свойств, которыми может обладать черная дыра, а скорость излучения Хокинга медленна для больших черных дыр.

согласно тому, что мы знаем об условиях экстремальности волосатых ЧД, таким образом можно приблизиться и превзойти экстремальность, и неясно, что происходит потом. См.: physics.stackexchange.com/q/47148/955 .

Пока черная дыра достаточно велика (и с Вопрос ≪ М ) а вбрасываемый вами заряд и масса малы, все излучение Хокинга будет тепловым. Однако следует помнить, что излучение Хокинга на самом деле будет незначительным (тепловые спектры будут иметь максимумы на длинах волн порядка обратной температурной зависимости). Т ЧАС поэтому он будет излучать почти только фотоны и нейтрино). Таким образом, излучение Хокинга не вызовет разряда.

Есть еще один механизм, который разряжает черную дыру, если ее заряд достаточно велик (вы не можете достичь экстремальности, когда Вопрос знак равно М , это третий закон термодинамики черных дыр). Этот механизм представляет собой производство пары Швингера. Идея состоит в том, что когда заряд черной дыры достаточно велик, это делает энергетически возможным создание пары электрон-позитрон из вакуума ВНЕ (но вблизи) горизонта. Затем черная дыра поглотила бы противоположный заряд и испустила бы такой же заряд, так что она разрядилась бы.

То есть для большой черной дыры с достаточным зарядом вы бы наблюдали излучение Хокинга плюс группу электронов (или позитронов), которые вызывают разрядку черной дыры. Вот почему считается, что астрономические черные дыры обладают очень низким зарядом.

Итак, чтобы ответить на ваш второй вопрос, даже для 10 18 кг BH радиус будет 1 нанометр, что все еще намного больше, чем комптоновская длина волны электрона, поэтому он будет просто излучать Хокинг в мягком рентгеновском спектре + нейтрино. Черная дыра не разрядилась бы через излучение Хокинга.

См. этот вопрос относительно произвольного приближения к экстремальности, избегая разрушения вакуума Швингера: physics.stackexchange.com/q/47148/955
Является ли излучение Хокинга заряженной черной дыры тепловым?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v