Domanda:
Buchi neri che emettono radiazioni di Hawking
user748
2014-01-06 21:45:58 UTC
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Ho letto che anche la luce non può sfuggire ai buchi neri.
Si prevede in teoria che la velocità della luce sia la velocità di fuga di un buco nero.
Ho anche letto che l'idea generale che nulla può scappare da un buco nero è sbagliato. Persino i buchi neri emettono particelle e radiazioni note come radiazioni di Hawking.
La mia domanda è: come possono i buchi neri emettere qualsiasi tipo di radiazione? Se anche emettessero, la velocità del la radiazione è minore o uguale alla velocità della luce?
Se la velocità di fuga di un buco nero è c , come può la radiazione di Hawking anche sfuggire al buco nero? Non sarebbe stato riportato nel buco nero? Allora, come fa a emettere qualcosa?

La radiazione di Hawking viene emessa dalle vicinanze generali del buco nero, non deve sfuggire all'orizzonte degli eventi.
Due risposte:
#1
+4
Gerald
2014-01-06 22:31:25 UTC
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La velocità di fuga è c all'orizzonte degli eventi di un buco nero. Al di sopra dell'orizzonte degli eventi la velocità di fuga è inferiore a c. Le particelle in fuga della radiazione di Hawking si formano sopra l'orizzonte degli eventi; ecco perché possono scappare, se puntano verso un angolo sufficientemente stretto rispetto alla verticale verso l'alto e se sono sufficientemente energiche.

Le particelle in fuga si formano come coppie virtuali particella-antiparticella nel sistema di coordinate di "caduta": Una delle due particelle si forma al di fuori dell'orizzonte degli eventi; la controparte si forma al di sotto dell'orizzonte degli eventi. Quindi le particelle originariamente virtuali non possono annichilarsi e quindi diventare particelle reali; una particella può sfuggire; la controparte cade verso la singolarità.

L'energia necessaria per formare la particella in fuga, e la sua energia cinetica rimanente dopo la fuga, viene sottratta dalla massa del buco nero.

Il meccanismo probabilmente funziona anche per entrambe le particelle che si formano molto vicino sopra l'orizzonte degli eventi se le forze di marea sono abbastanza alte da separare la coppia di particelle virtuali, prima che possa annichilarsi.

La formazione di particelle virtuali è dovuta all'incertezza di Heisenberg applicato al tempo e all'energia: intervalli di tempo molto brevi richiedono incertezza energetica, portando a coppie particella-antiparticella di breve durata.

Ma, quando la radiazione di Hawking è all'interno, tutto il resto si forma all'interno, come può una particella, anche se virtuale, formarsi all'esterno? Inoltre, come sono esattamente "virtuali"?
Le particelle virtuali si formano spontaneamente e di solito vivono per un tempo molto breve, meno di circa 1e-22 secondi, per i dettagli vedere http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_particle. Solo metà della radiazione è all'interno, la particella (anti-) esterna può diventare radiazione di Hawking. Una particella che sembra virtuale da un sistema coordiante in caduta può sembrare reale dall'esterno, a causa dell'estrema dilatazione del tempo vicino all'orizzonte degli eventi.
#2
+1
Mr.555
2020-05-27 04:32:46 UTC
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La vera spiegazione per Hawking Radiation non riguarda le particelle virtuali. La mia versione semplificata della vera spiegazione è che lo spazio-tempo curvo ha una quantità di energia minima diversa per un oggetto in movimento rispetto al normale spazio "piatto". Pertanto, l'energia fluisce verso l'esterno dall'area deformata.

A causa di questa spiegazione, è stato determinato che i buchi neri più piccoli evaporano più velocemente perché curvano lo spazio più di quelli più grandi.

Personalmente, non credo nelle particelle virtuali, semplicemente perché non puoi ottenere qualcosa dal nulla.

La spiegazione delle particelle virtuali della radiazione di Hawking è un "cartone animato" semplificato, non dovrebbe essere presa alla lettera. La tua risposta è migliore, ma vedi https://physics.stackexchange.com/a/252236/123208 Le particelle virtuali sono un utile dispositivo matematico, ma non hanno lo stesso stato fisico delle particelle reali. Puoi divertirti con https://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/virtual-particles-what-are-they/
Sono sicuro che qui ci sia un'ottima risposta, ma il fraseggio e il dettaglio potrebbero essere migliorati. Puoi fornire alcuni dettagli su come "lo spaziotempo curvo ha un'energia minima diversa per un oggetto in movimento rispetto allo spaziotempo piatto". Qual è l'oggetto in movimento qui? Il buco nero? ma l'HR non richiede che il BH si muova (rispetto a cosa?) L'HR è previsto attorno ad altri oggetti massicci o l'orizzonte degli eventi è significativo in qualche modo. Se è solo "energia che scorre fuori dallo spaziotempo curvo", allora sicuramente tutto con massa produrrebbe HR. Dire "non credo" indebolisce notevolmente la risposta, la fede non conta.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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