Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Излучение Хокинга.  (Прочитано 10676 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Diary of DreamsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 465
  • Благодарностей: 95
    • Сообщения от Diary of Dreams
Излучение Хокинга.
« : 08 Фев 2009 [17:53:23] »
http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/bh/blackh3.html



“…На анимации вверху P это частица, а A - античастица. Пара частица-античастица рождается на очень короткое время вблизи горизонта событий но вне черной дыры. Однако не успевают они проаннигилировать, как античастица оказывается поглощенной черной дырой, а частица "выстреливается" в противоположном направлении. Равновозможен и такой вариант, когда частица поглотится а античастица останется…”

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------


 Для излучения Хокинга необходим горизонт событий чёрной дыры.  С точки зрения удалённого наблюдателя (нас) горизонт событий чёрной дыры сформируется в очень, очень далёком будущем. Проще говоря никогда. Тогда откуда возьмется излучение Хокинга, от которого испаряется ЧД, если для нас ГС ЧД сформируется в бесконечном будущем. Падающий наблюдатель излучения Хокинга у ГС ЧД тоже не наблюдает.

У меня вопрос, что это за излучение Хокинга, про которое много где пишут, но которое, как я понимаю, в принципе, ни кем не может быть зарегистрировано?  Может я неправильно понимаю?

Сергеич

  • Гость
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #1 : 09 Фев 2009 [04:26:36] »
Если отбросить все, то получим вопрос - "что это за излучение Хокинга".  Как минимум, занятный вопрос :)

Оффлайн Vallav

  • *****
  • Сообщений: 11 334
  • Благодарностей: 42
    • Сообщения от Vallav
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #2 : 09 Фев 2009 [08:52:50] »
"Для излучения Хокинга необходим горизонт событий чёрной дыры.  С точки зрения удалённого наблюдателя (нас) горизонт событий чёрной дыры сформируется в очень, очень далёком будущем. Проще говоря никогда. Тогда откуда возьмется излучение Хокинга, от которого испаряется ЧД, если для нас ГС ЧД сформируется в бесконечном будущем."

При коллапсе вблизи горизонта такое творится, что излучение
Хокинга просто потеряется.

" Падающий наблюдатель излучения Хокинга у ГС ЧД тоже не наблюдает."

У него детекторы на попадающие в них частицы не срабатывают?
Или частицы от излучения Хокинга покрашены в другой цвет?

"У меня вопрос, что это за излучение Хокинга, про которое много где пишут, но которое, как я понимаю, в принципе, ни кем не может быть зарегистрировано?  Может я неправильно понимаю?"

Это гипотеза, призванная разрешить некоторые трудности, возникающие
при рассмотрении объектов, которые никогда не могут образоваться.


 

Сергеич

  • Гость
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #3 : 09 Фев 2009 [09:11:57] »
Если совсем жестоко.. то излучение Хокинга, это скорее всего "научный костыль", существующий только по тому, что обратное ему не доказуемо.

Оффлайн Diary of DreamsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 465
  • Благодарностей: 95
    • Сообщения от Diary of Dreams
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #4 : 09 Фев 2009 [09:16:23] »
Цитата: Vallav
При коллапсе вблизи горизонта такое творится, что излучение
Хокинга просто потеряется.
Для излучения Хокинга необходим ГС. Когда для удалённого наблюдателя образуется ГС?
Падающий наблюдатель излучения Хокинга у ГС ЧД тоже не наблюдает
У него детекторы на попадающие в них частицы не срабатывают?
Или частицы от излучения Хокинга покрашены в другой цвет?
Излучение Хокинга образуется вблизи ГС. На ГС в статической СО бесконечное ускорение гравитационного поля, которое и разделяет виртульные частицы – античастицы. Но это только для статической СО.  Для падающего наблюдателя, когда он проходит сферу Шварцшильда достаточно массивного объекта, ничего особенного не происходит. Какая причина для излучения Хокинга может быть в СО падающего наблюдателя? 

Оффлайн Vallav

  • *****
  • Сообщений: 11 334
  • Благодарностей: 42
    • Сообщения от Vallav
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #5 : 09 Фев 2009 [09:37:48] »
Цитата: Алия
Для излучения Хокинга необходим ГС. Когда для удалённого наблюдателя образуется ГС?

Никогда.

Цитата: Vallav
У него детекторы на попадающие в них частицы не срабатывают?
Или частицы от излучения Хокинга покрашены в другой цвет?

Цитата: Алия
Излучение Хокинга образуется вблизи ГС. На ГС в статической СО бесконечное ускорение гравитационного поля, которое и разделяет виртульные частицы – античастицы. Но это только для статической СО.  Для падающего наблюдателя, когда он проходит сферу Шварцшильда достаточно массивного объекта, ничего особенного не происходит. Какая причина для излучения Хокинга может быть в СО падающего наблюдателя? 

Я другой вопрос задал - про детекторы.
Как такое может быть - у неподвижного наблюдателя детектор регистрирует
частицу а у падающего такой же детектор - ничего не регистрирует?


Оффлайн Diary of DreamsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 465
  • Благодарностей: 95
    • Сообщения от Diary of Dreams
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #6 : 09 Фев 2009 [09:47:14] »
Цитата: Vallav
Как такое может быть - у неподвижного наблюдателя детектор регистрирует
Регистрирует.  Когда?
Для излучения Хокинга необходим ГС. Когда для удалённого наблюдателя образуется ГС?
Никогда.

С удалённым наблюдателем, как и с любым другим неподвижным относительно коллапсара наблюдателем связана статическая СО. Когда в статической СО образуется ГС?
« Последнее редактирование: 09 Фев 2009 [09:50:52] от Алия »

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 990
  • Благодарностей: 44
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Stepa
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #7 : 09 Фев 2009 [13:56:30] »
Алия, там действительно существует двойственность. Есть такой эффект Анру  (Unruh Effect). Который говорит о том, что статический наблюдатель видит некое чернотельное излучение, а падающий - нет.

Я всегда предполагал, что необязательно наличие ГС для излучения Хокинга.  :-)
[Дальше совсем IMHO]
По своему смыслу оно аналогично тому, которое наблюдалось бы у сверкритических ядер (Z > 137 - там есть и поточнее граница, но 137 - надежная) - рождение электрон-позитронных пар электростатическим полем ядра.

Важный факт, что интенсивность излучения обратно пропорциональна массе в четвертой степени, хотя свойства ГС для всех коллапсаров едины, а площадь поверхности коллапсара большей массы больше, поэтому излучение должно было бы быть интенсивнее, если бы ГС участвовал в них.

Это означает, что именно поляризация вакуума гравитационным полем играет свою роль, а не свойства ЧД, как ловушки. Для ЧД большего радиуса, т.е. большей массы, плотность энергии самым грубым образом ~1 / r_g. То есть меньшая по массе дыра имеет большую плотность энергии, и следовательно, излучает их быстрее.

Все эти умозаключения также приводят к двойственности, потому что в системе падающего наблюдателя тоже нет гравитации, а следовательно, и поляризации вакуума.
We must hang together or we all shall hang separately

Оффлайн Vallav

  • *****
  • Сообщений: 11 334
  • Благодарностей: 42
    • Сообщения от Vallav
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #8 : 09 Фев 2009 [14:13:41] »
Stepa:
"Алия, там действительно существует двойственность. Есть такой эффект Анру  (Unruh Effect). Который говорит о том, что статический наблюдатель видит некое чернотельное излучение, а падающий - нет."

Так как быть с детекторами излучения?
У статиеского наблюдателя детектор срабатывает от попадания
частиц.
У падающего детектор не срабатывает? Или срабатывает, но не от
попадания частиц а по другим причинам?

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 990
  • Благодарностей: 44
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Stepa
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #9 : 09 Фев 2009 [14:34:49] »
Детектор падающий не имеет отсчетов, а детектор статический - имеет.
We must hang together or we all shall hang separately

Оффлайн Vallav

  • *****
  • Сообщений: 11 334
  • Благодарностей: 42
    • Сообщения от Vallav
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #10 : 09 Фев 2009 [14:51:35] »
Stepa:
"Детектор падающий не имеет отсчетов, а детектор статический - имеет."

То есть, если у статического наюлюдателя детектор неподвижен или
движется с постоянной скоростью - отсчеты есть?
А если движется с ускорением - отсчёты зависят от ускорения?
И при некотором ускорении отсчеты пропадают?
Это только для излучения Хокинга?
Или то же самое наблюдается и для излучения от нагретого тела?

Оффлайн Diary of DreamsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 465
  • Благодарностей: 95
    • Сообщения от Diary of Dreams
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #11 : 09 Фев 2009 [16:37:15] »
Цитата: Stepa
Есть такой эффект Анру  (Unruh Effect)..
Stepa, спасибо. Я не знала про этот эффект. Вот небольшой отрывок
Эффект Унру позволяет дать грубое объяснение излучения Хокинга и (вследствие принципа эквивалентности) может считаться аналогом оного. При равноускоренном движении позади ускоряющегося тела также возникает горизонт событий.

Пусть в плоском пространстве-времени относительно лабораторной ИСО движется  ускоренный наблюдатель с собственным ускорением g в каждой МСИСО к нему. В лабораторной  ИСО инерциальные наблюдатели естественно никакого излучения не фиксируют. Но у ускоренного наблюдателя имеется ГС  на расстоянии X=c^2/g от него.  И следуя принципу эквивалентности (ускорение-гравитация) в ускоренной СО ускоренный наблюдатель имеет излучение Хокинга на ГС. И как я сразу не подумала про ГС ускоренной СО. И что там для ускоренного наблюдателя тоже должно быть излучение Хокинга. Всё так теперь понятно. В смысле, двойственность всё равно остаётся. У кого-то есть излучение, а у кого его и нет.
Но для меня многое прояснилось.  Большое спасибо Stepa.

Оффлайн limarodessa

  • ***
  • Сообщений: 138
  • Благодарностей: 0
    • Сообщения от limarodessa
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #12 : 22 Авг 2016 [10:54:21] »
Наконец-то обнаружен аналог излучения Хокинга в холодном квантовом газе

© 2005-2015 «Элементы»

Цитата
Не имея возможности создавать реальные черные дыры, физики научились воспроизводить их основные черты в других системах, доступных лабораторному изучению. Не так давно они создали аналог горизонта событий в сверххолодном облачке газа — квантовой среде, которая удобна для работы и теоретикам, и экспериментаторам. Сейчас, после нескольких лет усилий, одному из лидеров этого направления исследований удалось-таки зарегистрировать аналог ключевого квантового эффекта черных дыр — излучения Хокинга. Регистрация была довольно опосредованная, но она позволяет надеяться, что скоро различные сугубо теоретические вопросы на пересечении квантовой механики и сильной гравитации могут быть изучены в лаборатории, по крайней мере на уровне аналогий

Научная статья:

Observation of quantum Hawking radiation and its entanglement in an analogue black hole

Оффлайн dzver

  • *****
  • Сообщений: 2 899
  • Благодарностей: 61
    • Сообщения от dzver
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #13 : 22 Авг 2016 [14:14:43] »
Всё так теперь понятно. В смысле, двойственность всё равно остаётся. У кого-то есть излучение, а у кого его и нет.
Тогда откуда возьмется излучение Хокинга, от которого испаряется ЧД, если для нас ГС ЧД сформируется в бесконечном будущем.
Это означает, что именно поляризация вакуума гравитационным полем играет свою роль, а не свойства ЧД, как ловушки.

"Реально" ли излучение Унру - или просто эффект измерения вакуума, при негеодезическом движении детектора в 4d?
Почему "виртуальный" горизонт Риндлера не "тает" из-за излучения Унру - если оно аналог излучения Хокинга ЧД, которые  из-за него "реально тают" ?

Объяснение "на пальцах", как разрешается этот парадокс:
Релятивистские квантовые измерения, эффект Унру и черные дыры
« Последнее редактирование: 22 Авг 2016 [14:46:33] от dzver »

Оффлайн PSR1257

  • *****
  • Сообщений: 672
  • Благодарностей: 16
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от PSR1257
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #14 : 22 Авг 2016 [17:55:43] »
У меня вопрос, что это за излучение Хокинга, про которое много где пишут

Возможно, представление об испарении (излучении Хокинга) ЧД как о рождении на горизонте пары частица-античастица и последующим уходом одной из них под горизонт - несколько неверное. После прочтения книжек типа "Black Holes - An Introduction by Derek Raine & Edwin Thomas" я понял (если правильно), что это излучние - рассеяние падающей волны на ~гравитационном центре - собственно, это однажды поглощенное вещество.

В случае же "частица-античастица" следует задать вопрос - как именно убегающая частица сможет убежать - ведь как только захваченная частица попала под горизонт - он _уже_ должен быть больше начального.

Оффлайн Юрий Б.

  • *****
  • Сообщений: 672
  • Благодарностей: 16
    • Сообщения от Юрий Б.
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #15 : 22 Авг 2016 [20:13:19] »
“…На анимации вверху P это частица, а A - античастица. Пара частица-античастица рождается на очень короткое время вблизи горизонта событий но вне черной дыры. Однако не успевают они проаннигилировать, как античастица оказывается поглощенной черной дырой, а частица "выстреливается" в противоположном направлении. Равновозможен и такой вариант, когда частица поглотится а античастица останется…”
А почему такая ассиметрия материи-антиматерии?

Оффлайн Критикан

  • ***
  • Сообщений: 143
  • Благодарностей: 0
    • Сообщения от Критикан
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #16 : 22 Авг 2016 [20:44:02] »
http://www.astronet.ru/db/msg/1199352/bh/blackh3.html



“…На анимации вверху P это частица, а A - античастица. Пара частица-античастица рождается на очень короткое время вблизи горизонта событий но вне черной дыры. Однако не успевают они проаннигилировать, как античастица оказывается поглощенной черной дырой, а частица "выстреливается" в противоположном направлении. Равновозможен и такой вариант, когда частица поглотится а античастица останется…”
я иначе представлял: рождается виртуальная пара частица-античастица, приливные силы растаскивают эту пару, пара из виртуальной становится реальной, пар таких рождается много, частицы и античастицы могут аннигилировать с образованием фотонов, фотоны могут улететь от черной дыры... как-то так
но частицы если они не проаннигилировали с образованием фотонов - падают на черную дыру. никто из них не улетает прочь

добавлено при редактировании: важно не вообще гравитационное поле, а неоднородность, у маленькой черной дырки неоднородность поля больше, приливные силы тоже больше, потому маленькая ЧД горячее
« Последнее редактирование: 22 Авг 2016 [20:52:51] от Критикан »

Оффлайн VimanaPro

  • *****
  • Сообщений: 7 982
  • Благодарностей: 196
  • Well -- yes. In modern times, of course
    • Сообщения от VimanaPro
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #17 : 22 Авг 2016 [21:57:04] »
добавлено при редактировании: важно не вообще гравитационное поле, а неоднородность, у маленькой черной дырки неоднородность поля больше, приливные силы тоже больше, потому маленькая ЧД горячее
Не поэтому.
Выразим сопоставленную температуру излучения Хокинга https://ru.wikipedia.org/wiki/Излучение_Хокинга\[T_{bh}=\frac{\hbar c^{3}}{8\pi kGM}\]
где ħ — приведённая постоянная Планка, c — скорость света в вакууме, k — постоянная Больцмана, G — гравитационная постоянная, M - "масса" ЧД (в кг), через замену M m количеством Планковских масс M=m·mpl
\[T_{bh}=\frac{\hbar c^{3}}{8\pi kG} \cdot \sqrt{\frac{G}{m^{2} \hbar c}}=\frac{1}{8\pi m} \cdot \frac{1}{k}\sqrt{\frac{\hbar c^{5}}{G}}=\frac{T_{pl}}{8\pi m}\]
где Tpl - Планковская температура равная 1,416 808(33) ·1032 K

Как видно из последней формулы маленькая ЧД "горячее" большой ЧД потому, что "масса" маленькой ЧД меньше большой ЧД
Ввести квант действия в космологию и гравитацию стоило мне немалых трудов. Некоторые из моих знакомых усматривали в этом своего рода трагедию. Но VimanaPro был другого мнения об этом ... Ведь теперь он точно знает, что квант действия играет гораздо большую роль, чем был склонен считать вначале…

Оффлайн ilja

  • ****
  • Сообщений: 314
  • Благодарностей: 6
  • есть эфир
    • Сообщения от ilja
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #18 : 25 Ноя 2017 [12:44:26] »
“…На анимации вверху P это частица, а A - античастица. Пара частица-античастица рождается на очень короткое время вблизи горизонта событий но вне черной дыры. Однако не успевают они проаннигилировать, как античастица оказывается поглощенной черной дырой, а частица "выстреливается" в противоположном направлении. Равновозможен и такой вариант, когда частица поглотится а античастица останется…”
А почему такая ассиметрия материи-антиматерии?
Ее нету, симметричная картинка была бы такой же правильной (или неправильной) как эта. 

Есть такой эффект Анру  (Unruh Effect). Который говорит о том, что статический наблюдатель видит некое чернотельное излучение, а падающий - нет.

Эффект Unruh про другое, он возникает для ускоренного наблюдателья в пространстве Минковского.  Аналогия только приведет к ошибкам.  В частности, можно подумать, что раз ускорение такое же для стабильной звезды такой же массы на том же расстоянии от центра, то и излучение должно быть таким же.  Но это неверно, стабильные звезды не излучают никакого излучения Хокинга. 
важно не вообще гравитационное поле, а неоднородность, у маленькой черной дырки неоднородность поля больше, приливные силы тоже больше, потому маленькая ЧД горячее

Та же проблема.  Стабильная звезда может быть маленькой и значит неоднородность большой,  но излучения все равно нету. 

Правильную интуицию можно получить по другому.  Если гравитационное поле меняется, то состояние вакуума для материальных полей меняется тоже, поэтому старое состояние вакуума уже ни вакуум, и разница разлетается. 

Оффлайн wandarer

  • *****
  • Сообщений: 1 901
  • Благодарностей: 22
    • Сообщения от wandarer
Re: Излучение Хокинга.
« Ответ #19 : 25 Ноя 2017 [21:33:38] »
На мой взгляд можно предложить несколько иную интерпретацию излучению Хокинга. При коллапсе звездных масс частицы сжимаются настолько сильно, что оболочки атомных ядер проникают друг в друга и образуется новое состояние материи - бозонное. А бозоны совсем по другому (не как фермионы) влияют на кривизну пространства (она уменьшается). Влияние бозонов на кривизну пространства является опосредованным через рождение виртуальных пар фермионов на границе ЧД, которая в силу этого находится в вечном формировании вплоть до испарения. На мой взгляд только фермионы оказывают влияние на кривизну пространства, так как в отличие от бозонов не могут занимать одно и то же энергетическое состояние(принцип Паули). Именно фермионы взаимодействуют с бозоном Хиггса и в силу этого обладают массой, которая влияет на кривизну пространства. Исключением здесь являются нейтрино, которые влияют на кривизну без образования массы, так как взаимодействуют с бозоном Хиггса опосредованно через W и Z бозоны. Но именно эти бозоны и составляют бозонное состояние материи, то есть имеют массу, но не создают кривизны.  ::)
"Удивительное рядом, но оно запрещено!"В.Высоцкий©