Испарение черной дыры и горизонт событий

Навеяно недавним маафоном по Википедии (в которой я ответа на этото вопрос не нашел).

Кто может доходчиво объяснить, как "испарение" черный дыры посредством излучения Хокинга уживается с тем фактом, что никакие частицы или излучение не могут пересечь горизонт событий изнутри? По идие это Хокинговское излучение должно оставатьс "запертым" внутри горизонта событий, а значит черная дыра не должна "испаряться" как предсказывает теория Хокинга.
 

Mike

 
Если я правильно помню, это парадокс теории Хокинга, который в какой-то мере устраняется в теории Голографического Приницпа Бекенштейна.
Популярные подробности читайте вот тут:
 

500

 
Испарение происходит не за счет излучения из ЧД, а за счет засасывания ЧД частиц с отрицательной энергией. :)
 

500

 
Как же черная дыра может испускать частицы, если мы знаем, что ничто не выходит из нее за горизонт событий? Дело в том, говорит нам квантовая механика, что частицы выходят не из самой черной дыры, а из "пустого" пространства, находящегося перед горизонтом событий! Вот как это можно понять: то, что мы представляем себе как "пустое" пространство, не может быть совсем пустым, так как это означало бы, что все поля, такие, как гравитационное и электромагнитное, в нем точно равны нулю. Но величина поля и скорость его изменения со временем аналогичны положению и скорости частицы: согласно принципу неопределенности, чем точнее известна одна из этих величин, тем менее точно известна вторая. Следовательно, в "пустом" пространстве поле не может иметь постоянного нулевого значения, так как тогда оно имело бы и точное значение (нуль), и точную скорость изменения (тоже нуль). Должна существовать некоторая минимальная неопределенность в величине поля - квантовые флуктуации. Эти флуктуации можно себе представить как пары частиц света или гравитации, которые в какой-то момент времени вместе возникают, расходятся, а потом опять сближаются и аннигилируют друг с другом. Такие частицы являются виртуальными, как частицы, переносящие гравитационную силу Солнца: в отличие от реальных виртуальные частицы нельзя наблюдать с помощью детектора реальных частиц. Но косвенные эффекты, производимые виртуальными частицами, например небольшие изменения энергии электронных орбит в атомах, можно измерить, и результаты удивительно точно согласуются с теоретическими предсказаниями. Принцип неопределенности предсказывает также существование аналогичных виртуальных пар частиц материи, таких, как электроны или кварки. Но в этом случае один член пары будет частицей, а второй - античастицей (античастицы света и гравитации - это то же самое, что и частицы).

Поскольку энергию нельзя создать из ничего, один из членов пары частица - античастица будет иметь положительную энергию, а второй отрицательную. Тот, чья энергия отрицательна, может быть только короткоживущей виртуальной частицей, потому что в нормальных ситуациях энергия реальных частиц всегда положительна. Значит, он должен найти своего партнера и с ним аннигилировать. Но, находясь рядом с массивным телом, реальная частица обладает меньшей энергией, чем вдали от него, так как для того, чтобы преодолеть гравитационное притяжение тела и удержаться вдали от него, нужна энергия. Обычно энергия частицы все-таки положительна, но гравитационное поле внутри черной дыры так велико, что даже реальная частица может иметь там отрицательную энергию. Поэтому, если имеется черная дыра, виртуальная частица с отрицательной энергией может упасть в эту черную дыру и превратиться в реальную частицу или античастицу. В этом случае она уже не обязана аннигилировать со своим партнером, а покинутый партнер может либо упасть в ту же черную дыру, либо, если его энергия положительна, выйти из области вблизи черной дыры как реальная частица или как античастица (рис. 7.4). Удаленному наблюдателю покажется, что этот партнер испущен из черной дыры. Чем меньше черная дыра, тем меньше расстояние, которое придется пройти частице с отрицательной энергией до превращения в реальную частицу, и, следовательно, тем больше скорость излучения и кажущаяся температура черной дыры.

Положительная энергия испускаемого излучения должна уравновешиваться потоком частиц с отрицательной энергией, направленным в черную дыру. Согласно уравнению Эйнштейна Е = mc^2 (где Е - энергия, m масса, а с - скорость света), энергия прямо пропорциональна массе, а поэтому поток отрицательной энергии, входящий в черную дыру, уменьшает ее массу. Когда черная дыра теряет массу, площадь ее горизонта событий уменьшается, но это уменьшение энтропии черной дыры с лихвой возмещается энтропией испущенного излучения, так что второй закон термодинамики никогда не нарушается.

http://www.x-libri.ru/elib/hwkng000/00000039.htm
 
не часто, но встречается
Бе́лая дыра́ — гипотетический физический объект во Вселенной, в область которого ничто не может войти. Белая дыра является временно́й противоположностью чёрной дыры и предсказывается теми же уравнениями общей теории относительности. Большинство физиков убеждены, что белых дыр в природе в принципе быть не может.

 
- Множество ответов, ИМХО, нам недоступно потому, что мы как особи трёхмерные, существуем в мире, где не то 10, не то 11 нормальных пространственных измерений. И, как мне представляется, все разгадки находятся именно в тех измерениях, в которые мы не представляем как заглянуть, "в ощущениях и в прямых восприятиях" они нам абсолютно и принципиально недоступны...
Но возможно опосредованно, в ходе дальнейших экспериментов с большим адронным коллайдером - или когда-нибудь с чем-то ещё больших размеров - например, ускоритель по экватору Луны, - лет через 100-150...
 
Последнее редактирование:

Progressor

Модератор
Команда форума
теорию испарения черной дыры Хокинг узнал от Зельдовича.
Полноценную теорию все-таки создал Хокинг, хотя идею об испарении черных дыр, по видимому, первым высказал Зельдович.
Здесь подробнее:
 
Сверху Снизу