Про излучение Хокинга

[Windzorro]

Я согласен, что Википедия - это явно не Священное Писание, но в качестве секрета Полишинеля процитирую именно ее:

Цитата:

В квантовой теории поля физический вакуум наполнен постоянно рождающимися и исчезающими флуктуациями различных полей (можно сказать и «виртуальными частицами»). В поле внешних сил динамика этих флуктуаций меняется, и если силы достаточно велики, прямо из вакуума могут рождаться пары частица-античастица. Такие процессы происходят и вблизи (но всё же снаружи) горизонта событий чёрной дыры. При этом возможно, что одна из частиц (неважно какая) падает внутрь чёрной дыры, а другая улетает и доступна для наблюдения. Из закона сохранения энергии следует, что такая «упавшая» за горизонт событий частица из рождённой виртуальной пары должна обладать отрицательной энергией, так как «улетевшая» частица, доступная для удалённого наблюдателя, обладает положительной энергией.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%A5%D0%BE%D0%BA%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%B0

Однако объект с отрицательной энергией не может в принципе упасть под горизонт событий, так как будет выталкиваться из гравитационного поля. А вот вторая частица (с положительной массой) имеет весьма большие шансы втянуться в коллапсар.
Таким образом, если описанный процесс в действительности имеет место, то он не только не способен приводить к "испарению" черных дыр, а наоборот: черная дыра тем самым будет набирать массу даже из вакуума.

[DimaM]

Windzorro
Наверно, стоит ознакомиться с первоисточниками. Полезными выглядят второй из списка литературы и примечание 9.

[Windzorro]

А поговорить?

[warlock66613]

Windzorro в сообщении #1734576 писал(а):

Однако объект с отрицательной энергией не может в принципе упасть под горизонт событий, так как будет выталкиваться из гравитационного поля.

Безотносительно эффекта Хокинга, это не так. Собственным полем частицы можно пренебречь, так как оно мало. Любая пробная же частица ведёт себя одним и тем же образом вблизи чёрной дыры.

[Cos(x-pi/2)]

Windzorro, попробуйте мысленно "а поговорить" путём чтения интересной, хотя и старой, статьи в УФН (такого рода старые статьи читать увлекательнее, чем Википедию; они тем хороши, что в них, как это было принято раньше, авторы, будучи физиками-профи, старались объяснять читателю всё довольно подробно и притом по-возможности популярно):

https://ufn.ru/ru/articles/1976/3/d/
"Чёрные дыры и квантовые процессы в них", В.П. Фролов, 1976.

[Windzorro]

warlock66613 в сообщении #1734588 писал(а):

Windzorro в сообщении #1734576 писал(а):

Однако объект с отрицательной энергией не может в принципе упасть под горизонт событий, так как будет выталкиваться из гравитационного поля.

Безотносительно эффекта Хокинга, это не так. Собственным полем частицы можно пренебречь, так как оно мало. Любая пробная же частица ведёт себя одним и тем же образом вблизи чёрной дыры.

Если мы считаем, что сила, действующая между объектами пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, то если одна из масс меняет свой знак на противоположный, то и знак силы меняется на противоположный. Это означает превращение притяжения в отталкивание.
Разве не так?

[warlock66613]

Windzorro в сообщении #1734598 писал(а):

Разве не так?

Даже в этом случае не совсем так, потому что интересует нас не сила в конечном счёте, а ускорение.

Но 1) в ОТО механизм другой, 2) энергия и масса -- вещи разные, 3) (заодно) вблизи чёрной дыры закон обратного квадрата давал бы неправильный результат.

И напоминаю, что к эффекту Хокинга это всё отношения всё равно не имеет.

[Windzorro]

warlock66613 в сообщении #1734599 писал(а):

интересует нас не сила в конечном счёте, а ускорение.

Логично!
Отрицательная сила действует на отрицательную массу, придает ей положительное ускорение (т. е. под горизонт событий).
Но в таком случае обе частицы имеют равную вероятность упасть в коллапсар, следовательно в среднем масса черной дыры не изменяется.
Относительно же излучения Хокинга - оно интересно тем, что в таком случае половину его потока составят объекты с отрицательной энергией.

[warlock66613]

Windzorro, поймите, это предельно упрощённое описание происходящего, на деле всё гораздо сложнее.

[yesterday]

Аналогия с виртуальными частицами нужна тут только для того, чтоб не объяснять, как локально сохраняются квантовые числа. Больше данная аналогия ничего не даёт. Испарение ЧД--ТД процесс. Энергетически выгоднее оказывается состояние системы с "чуть ужавшимся горизонтом" и частицей снаружи. По этому и говорят--ЧД испаряется. Там аналог эффекта Урну

[SergeyGubanov]

Windzorro в сообщении #1734598 писал(а):

Если мы считаем, что сила, действующая между объектами пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, то если одна из масс меняет свой знак на противоположный, то и знак силы меняется на противоположный. Это означает превращение притяжения в отталкивание.
Разве не так?

О, нашёлся человек которому можно показать следующий фокус. Смотрите внимательно за руками. Масса пробной частицы $m$ слева и справа сокращается:

$$ m \frac{d^2 {\bf r}}{d t^2} = - \frac{G m M}{|{\bf r}|^2} \quad \to \quad \frac{d^2 {\bf r}}{d t^2} = - \frac{G M}{|{\bf r}|^2}. $$

Отрицательная масса падает на положительную, а положительная отталкивается от отрицательной. Если связать положительную и отрицательную массу верёвочкой, то получится вечно ускоряющийся гравитационный диполь Бонди. К сожалению, гравитационные диполи Бонди в дикой природе не наблюдаются, так как все они давным давно разлетелись в разные стороны

[Windzorro]

Остается тот же самый вопрос механизма: каким образом отрицательная масса образуется внутри коллапсара?

yesterday в сообщении #1734635 писал(а):

Энергетически выгоднее оказывается состояние системы с "чуть ужавшимся горизонтом" и частицей снаружи.

Если бы это было действительно так, то частица в принципе не падала бы в коллапсар никогда, так как в природе не идут энергетически невыгодные процессы.

[realeugene]

Windzorro в сообщении #1735416 писал(а):

каким образом отрицательная масса образуется внутри коллапсара

Вы про что сейчас?

[SergeyGubanov]

Отрицательных масс пока ещё никто нигде не наблюдал.

В частности, у античастиц положительные массы.

[Windzorro]

Если отрицательная масса не образуется внутри коллапсара, и не падает в него извне, тогда каким образом масса коллапсара может уменьшаться? - ведь положительная масса из-под горизонта событий уходить не может.