Poland

Promieniowanie Hawkinga nie jest wytwarzane tuż przy horyzoncie czarnej dziury.

Założenie pojawienia się par w pewnej odległości od horyzontu zdarzeń było konieczne do rozwiązania zagadki, która zastanawiała fizyków w latach 70-80. Temperatura promieniowania czarnej dziury jest bardzo niska, jeśli spojrzeć z daleka. Aby promieniowanie to mogło uciec, musiało zacząć się od ogromnej energii w pobliżu horyzontu czarnej dziury. Jeśli jednak taka ogromna energia została tam ulokowana, wówczas upadający obserwator powinien zauważyć i spalić się na popiół, przechodząc przez obszar z taką ogromną energią. To z kolei łamie zasadę równoważności , zgodnie z którą obserwator wpadający do czarnej dziury nie powinien odnotowywać niczego niezwykłego podczas przekraczania horyzontu zdarzeń.

Problem ten rozwiązuje się, biorąc pod uwagę, że prześledzenie promieniowania wychodzącego na horyzont nie daje fizycznie znaczącego rezultatu. Jeśli zamiast tego obliczyć tensor napięć-energii w pobliżu horyzontu, okazuje się, że jest ona niewielka i pozostaje niewielka nawet przy przekraczaniu horyzontu. Jest ona tak mała, że obserwator byłby w stanie odróżnić ją od płaskiej przestrzeni tylko na odległość porównywalną z promieniem czarnej dziury (która jest również skalą krzywizny). Wszystko pasuje do siebie i nie ma żadnej sprzeczności z zasadą równoważności.

[Wiem, że brzmi to bardzo podobnie do problemu firewalla, który był ostatnio omawiany, ale to inna sprawa.] Problem firewalla pojawia się, ponieważ jeśli wymaga się, aby wychodzące cząstki przenosiły informacje, to korelacja z wchodzącymi cząstkami ulega zniszczeniu. Uniemożliwia to odpowiednią rezygnację z zapory w obszarze zbliżonym do horyzontu. Ponownie można jednak skrytykować ten wniosek, skarżąc się, że w oryginalnym dokumencie "firewall" nie obliczono energii naprężeń i energii. Nie wydaje mi się, żeby to było źródłem problemu, ale inni ludzie to własne robią].

Prawdziwą obliczeniowo uzasadnioną przyczyną emisji cząstek przez czarne dziury może być to, że koncepcja cząstki jest inna dla różnych obserwatorów.

Jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że cząstka albo tam jest, albo nie jest, ale tak jest tylko wtedy, gdy poruszamy się względem siebie ze stałą prędkością. Jeśli obserwator przyspiesza, zmienia się jego definicja tego, czym jest cząstka. To, co wygląda jak pusta przestrzeń dla obserwatora ze stałą prędkością, nagle okazuje się że zawiera cząstki dla przyspieszonego obserwatora. Efekt ten , nazwany na cześć Billa Unruha - który odkrył go niemal jednocześnie z odkryciem Hawkinga, że czarne dziury emitują promieniowanie - jest niezwykle mały dla przyspieszeń, jakich doświadczamy w życiu codziennym, a zatem nigdy go nie zauważamy.

Efekt Unruh'a jest bardzo ściśle związany z efektem Hawking'a, który powoduje parowanie czarnych dziur. Materia, która zapada się do czarnej dziury, tworzy dynamiczną czasoprzestrzeń, która powoduje przyspieszenie pomiędzy obserwatorami w przeszłości i w przyszłości. W rezultacie czasoprzestrzeń wokół zapadającej się materii, która nie zawierała cząstek przed powstaniem czarnej dziury, zawiera promieniowanie cieplne w późnych stadiach zapadania się.

To, naprawdę, jest źródłem emisji cząstek z czarnych dziur: to, co jest "cząstką", zależy od obserwatora. Nie jest to takie proste jak obrazek Hawkinga, ale znacznie bardziej dokładne.

Obraz przedstawiony przez Hawkinga z wirtualnymi parami cząstek znajdującymi się blisko horyzontu odniósł tak oszałamiający sukces, że nawet niektórzy fizycy uważają, że jest to tym, co dzieje się naprawdę. Wiedza, że przeniesienie promieniowania z nieskończoności z powrotem na horyzont daje rażąco złą wartość tenora napięć-energii najwyraźniej została gdzieś pogrzebana w literaturze. Niestety, niezrozumienie relacji pomiędzy strumieniem cząstek Hawkinga w dalekiej odległości i w pobliżu czarnej dziury prowadzi do błędnego wniosku, że strumień ten jest znacznie większy niż rzeczywisty. Błędne zrozumienie tej relacji jest na przykład powodem, dla którego Mersini-Houghton doszedł do błędnego wniosku, że czarne dziury nie istnieją.

{ tu trochę przepuściłem bo jest off top z krytyką jakieś książki “Spooky Action at a Distance.”  )

Jeśli książka Hawkinga nauczyła mnie jednej rzeczy, to właśnie to, że lepkie metafory wizualne mogą być przekleństwem tak bardzo, jak i błogosławieństwem.

Jeśli chcesz być na bieżąco z najlepszymi znaleziskami to zapisz się na MikroListę.


https://mirkolisty.pvu.pl/list/56Bf7jbXdbGvM2NK i dodaj Swój nick do listy #swiatnauki.

#swiatnauki #gruparatowaniapoziomu #liganauki #ligamozgow #qualitycontent #nauka #ciekawostki


#fizyka #matematyka #kosmos #czarnedziury

źródło: i1.wp.com