Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,41180.0.html
Дата изменения: Sun Apr 10 05:40:27 2016
Дата индексирования: Sun Apr 10 05:40:27 2016
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: вторая космическая скорость
Испарение черных дыр: почему? - стр. 1 - Горизонты науки о Вселенной

A A A A Автор Тема: Испарение черных дыр: почему?  (Прочитано 22009 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн ТоропыжкаАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 13
  • Рейтинг: +0/-0
Помогите, кто чем может.

Насколько я понимаю, концепция испарения ЧД базируется на следующем предположении:
с нашей стороны горизонта событий рождаются виртуальные пары частица - античастица.
Частица уносится к нам, а античастица подхватывается ЧД. Вследствии закона сохранения получаем прирост массы у нас, падения массы ЧД.

ТО есть выглядит, как расброс частиц черной дырой с одновременным уменьшением ее массы.

НО с такой же вероятностью на ЧД будут падать не только бывшие вирутальные античастицы, но и виртутальные частицы. Посокольку это процесс равновероятностный, то масса ЧД будет колебаться, не увеличиваясь, ни уменьшаясь.

Или имеется ввиду какой-то другой процесс?

-------------------------------
А кроме того, я так не считаю.

Оффлайн Georg

  • *****
  • Сообщений: 622
  • Рейтинг: +1/-0
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #1 : 01.06.2008 [16:17:42] »
У античастиц масса положительная величина, испарение идет с нашей стороны горизонта, почему масса должна уменьшаться? (Тем более, что ЧД пока еще никто не видел.)

Оффлайн Garik

  • ****
  • Сообщений: 428
  • Рейтинг: +71/-0
  • Игорь В. г.Воронеж
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #2 : 01.06.2008 [16:40:36] »
Как -то давно читал С. Хокинга "Краткая история времени", там достаточно просто это объясняется. Но читал давно, могу всего не помнить.
По моему это происходит так.
Энергия вакуума должна быть равной нулю. Соответственно, энергия пары частица+античастица тоже равна нулю. Это значит, что один участник пары должен обладать отрицательной энергией, другой - положительной. Вроде как чаще отрицательной энергией обладают античастицы. Из области вблизи ЧД сможет выйти частица, обладающая положительной энергией, т.к. эта энергия должна пойти на преодоление мощной гравитации. А частицам с отрицательной энергией остается только упасть внутрь ЧД, т.к. энергии у них не только нет, но она вообще отрицательна. И там, под горизонтом событий, она отнимет эту энергию у ЧД. А нам, сторонним наблюдателям, покажется, что с горизонта событий идет излучение. Причем чернотельное.  Вот только его температура будет ой как низка... 10 в степени минус много кельвинов...

Оффлайн ТоропыжкаАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 13
  • Рейтинг: +0/-0
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #3 : 01.06.2008 [16:59:57] »
Вот вот. Я тоже о Хокинговском объяснении.

Что-то помнится, что горизонт событий разделяет пары - сильная гравитация - и получаем спонтанное рождение из вакуума частиц. Но вот с подробностями не складывается.

 ...

Ага, нашел: "точный механизм излучения неясен". :)))))
От ЧД могут уходить как частицы, так и античастицы.
И в этом случае совершенно непонятно, что падает на ЧД и с какой энергией.
Кроме того, на ЧД могут падать обе частицы пары, уже разъединенные. В этом случае общая энергия ЧД не меняется.

К чему это я.
Механизм излучения ЧД, "испарения" - соврешенно теоретический.
Не получится так, что ЧД вообще не может испариться, а только расти?

С другой стороны Вселенная была бы заполнена одними ЧД, ибо они теоретически могут возникать повсеместно, в процессе взаимодествия частиц высоких энергий, когда те "сжимаются" в сферу, меньше шварцшильдовской.


 
« Последнее редактирование: 01.06.2008 [17:31:50] от Торопыжка »
-------------------------------
А кроме того, я так не считаю.

Оффлайн Garik

  • ****
  • Сообщений: 428
  • Рейтинг: +71/-0
  • Игорь В. г.Воронеж
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #4 : 01.06.2008 [18:14:47] »
Спонтанное рождение вакумом частиц не может увеличить массу ЧД, т.к. энергия пары равна нулю.
Под горизонт событий проваливаются только те частицы или античастицы, энергия которых меньше некоторой величины.
Т.е. частица пары с отрицательной энергией обязательно упадет на ЧД, чем уменьшит массу последней.
Частицы с положительной энергией львиную долю этой энергии отдают на преодоление гравитации.
Последнее утверждение означает, что ЧД с меньшей массой будет отнимать меньше энергии у вылетающих частиц, а потому излучение Хокинга будет иметь бОльшую температуру.
Таким образом, совсем небольшая ЧД способна излучать в видимом диапазоне.
И еще, скорость испарения ЧД обратно зависит от их массы. В частности, у Хокинга сказано, что совсем небольшая ЧД с массой небольшой горы имея радиус близкий к классическому радиусу электрона, испарится за долю секунды, выделив свою энергию(по формуле Е=Мс`2) в виде колоссальной гамма-вспышки...
Так что частицы высоких энергий не смогут родить ЧД.
И еще про время испарения. Коль скоро ЧД испаряется с излучением температуры 0.0000001*К то это означает, что потеря массы начнется тогда, когда температура реликтового фона будет меньше этого значения. А до этого масса ЧД будет расти даже за счет квантов этого реликтового излучения...

Оффлайн ТоропыжкаАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 13
  • Рейтинг: +0/-0
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #5 : 01.06.2008 [18:42:21] »
Имеется ввиду, что пара разошлась. Одна частица упала в дыру, вторая "убежала".

Частица пары с отрицательной энергии упадет. А с пложительной? Они ведь тоже будут падать.

Но в целом, это то, о чем думал. Что "отрицательные" всегда будут падать на дыру и их вклад в уменьшение массы будет больше, чем падения других частиц.
Но с другой стороны, учитывается ли "естественное" падение частиц - реальных, а не виртуальных, в ЧД?
-------------------------------
А кроме того, я так не считаю.

Оффлайн Garik

  • ****
  • Сообщений: 428
  • Рейтинг: +71/-0
  • Игорь В. г.Воронеж
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #6 : 01.06.2008 [19:46:50] »
Частицы с положительной энергией могут и упасть, но при соответствующем направлении движения могут и покинуть место зарождения.
Естественное падение учитывается - уменьшаться масса будет у той ЧД, в которую поступает меньше энергии, чем она испаряет. В настоящий момент ни у одной ЧД звездной массы такое условие не выполняется - квантов реликтового излучения на нее падает во много миллионов раз больше, чем она может излучить.
Пройдет около 1020лет(а то и 1030лет), погаснут все звезды, диффузная материя выпадет на остывшие звезды или упадет в черные дыры, реликтовый фон снизит свою температуру до 0.00... 1, и вот тогда черную вселенную будут подогревать испаряющиеся черные дыры... И будут они это делать еще столко же лет...

Оффлайн golos

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 230
  • Рейтинг: +1/-0
  • Упрямый альт
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #7 : 01.06.2008 [20:05:41] »
Частицы с положительной энергией могут и упасть, но при соответствующем направлении движения могут и покинуть место зарождения.
У меня вот какое недоумение. Учитывая, что время на горизонте ЧД остановилось, за какое время частица упадет?
Вы уверены, что не ошиблись?

Оффлайн air

  • **
  • Сообщений: 55
  • Рейтинг: +0/-0
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #8 : 01.06.2008 [20:18:25] »
    А вот интересно, частицы с "отрицательной энергией" наблюдались в каком бы то либо нибудь виде, или это чисто теоретическая модель? или только пока, в силу несовершенства экспериментальной базы, или только математический казус?
  
очень спасибо

Оффлайн golos

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 230
  • Рейтинг: +1/-0
  • Упрямый альт
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #9 : 01.06.2008 [20:22:20] »
   А вот интересно, частицы с "отрицательной энергией" наблюдались в каком бы то либо нибудь виде, или это чисто теоретическая модель? или только пока, в силу несовершенства экспериментальной базы, или только математический казус?
  
Я, по тупости редкой, вообще не понимаю, что такое отрицательная энергия.
Энергия, забирающая энергию? ???
Вы уверены, что не ошиблись?

Оффлайн ТоропыжкаАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 13
  • Рейтинг: +0/-0
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #10 : 01.06.2008 [20:29:38] »
У меня вот какое недоумение. Учитывая, что время на горизонте ЧД остановилось, за какое время частица упадет?


За свое собственное. :)))))

Хотя есть такой нюанс. Все знают парадокс близнецов. Один улетает, носится сколько-то лет, высунув язык, со околосветовой скоростью, затем возвращается. Главный вопрос, точнее, основной парадокс ( который вовсе не в том, что один старше, а другой младше): кто из них постареет.
Ибо все системы отсчета равноправны. И с точки зрения наблюдателя в космическом корабле Земля удаляется со сверхсветовой скоростью и время на ней замедляется...
:))))
Тут явно какой-то логический подвох, ибо вот это замедление времени подтвержено для короткоживущих, кажется, мюонов, рождающих в верхних слоях атмосферы. Поправьте меня, если я соврал, но для каких-то частиц время их время жизни по нашим часам увеличивается за счет околосветовых скоростей.
А не наоборот.
:))))

Поэтому падение частицы на ЧД - вполне объективный, короткий и жутко фееричный процесс.
« Последнее редактирование: 01.06.2008 [20:33:30] от Торопыжка »
-------------------------------
А кроме того, я так не считаю.

Оффлайн golos

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 230
  • Рейтинг: +1/-0
  • Упрямый альт
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #11 : 01.06.2008 [20:40:29] »
У меня вот какое недоумение. Учитывая, что время на горизонте ЧД остановилось, за какое время частица упадет?


За свое собственное. :)))))

Хотя есть такой нюанс. Все знают парадокс близнецов. Один улетает, носится сколько-то лет, высунув язык, со околосветовой скоростью, затем возвращается. Главный вопрос, точнее, основной парадокс ( который вовсе не в том, что один старше, а другой младше): кто из них постареет.
Ибо все системы отсчета равноправны. И с точки зрения наблюдателя в космическом корабле Земля удаляется со сверхсветовой скоростью и время на ней замедляется...
:))))
Тут явно какой-то логический подвох, ибо вот это замедление времени подтвержено для короткоживущих, кажется, мюонов, рождающих в верхних слоях атмосферы. Поправьте меня, если я соврал, но для каких-то частиц время их время жизни по нашим часам увеличивается за счет околосветовых скоростей.
А не наоборот.
:))))

Поэтому падение частицы на ЧД - вполне объективный, короткий и жутко фееричный процесс.
С удовольствием поправляю-в пределах своих пониманий, разумеется.
Иногда их принимают за слишком "оригинальные". :)
Так вот.
Если частица падает за собственное время,это означает, что для удаленного наблюдателя, каковыми мы, земляне, являемся, она будет падать бесконечное время.
Ибо мы "видим", что время на горизонте ЧД остановилось.

Что касается мюонов.
Надо иметь в виду, что мюоны эти падают в искривленном Землей пространстве-времени.
Земля же, будучи "начальником" этого пространства, и не думает падать относительно него.
СТО в данном случае не применима.
Вы уверены, что не ошиблись?

Оффлайн Garik

  • ****
  • Сообщений: 428
  • Рейтинг: +71/-0
  • Игорь В. г.Воронеж
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #12 : 01.06.2008 [20:44:14] »
Это время для стороннего наблюдателя остановилось, а для пары частиц оно идет своим нормальным ходом. Тем более, что интересующее нас рождение пар происходит не на самом горизонте, а немного над ним, по "нашу" сторону.
.........
Насчет отрицательной энергии. Как умею - расскажу.
Тело на поверхности Земли обладает отрицательной гравитационной (может термин неправильный) энергией - его энергия равна нулю, когда мы отправили это тело от Земли со второй косм. скоростью.
Насчет частиц тоже расскажу своими словами.
Есть в квантовой механике так наз. принцип неопределенности. Он гласит, что чем точнее мы будем знать одну характеристику частицы, тем хуже будет точность определения другой. Про вакуум точно известно, что его энергия равна нулю. Но в таком случае, не должна быть точно известна величина электрического и магнитного полей - их значения не равны нулю, а колеблются около него. Вот и решили, что в вакууме происходит рождение и аннигиляция пар виртуальных частиц - переносчиков электр. и магнитных полей. А т.к. энергия пар все равно равна нулю - то значит одна частица с положительной энергией, а другая с отрицательной.

Оффлайн golos

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 230
  • Рейтинг: +1/-0
  • Упрямый альт
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #13 : 01.06.2008 [20:57:47] »
quote author=Garik link=topic=41180.msg720193#msg720193 date=1212342254]
Цитата: Garik
Это время для стороннего наблюдателя остановилось, а для пары частиц оно идет своим нормальным ходом. Тем более, что интересующее нас рождение пар происходит не на самом горизонте, а немного над ним, по "нашу" сторону.
Если для нас время "для пары частиц" остановилось, то и говорить не о чем-испарения ЧД не увидим.
Нет для нас, удаленных наблюдателей, испарения.
О рождении частиц.
С какой "скоростью" они порождаются?
Мы ж "наблюдаем" остановившееся время..
.........
Насчет отрицательной энергии. Как умею - расскажу.
Тело на поверхности Земли обладает отрицательной гравитационной (может термин неправильный) энергией - его энергия равна нулю, когда мы отправили это тело от Земли со второй косм. скоростью.
Насчет частиц тоже расскажу своими словами.
Есть в квантовой механике так наз. принцип неопределенности. Он гласит, что чем точнее мы будем знать одну характеристику частицы, тем хуже будет точность определения другой. Про вакуум точно известно, что его энергия равна нулю. Но в таком случае, не должна быть точно известна величина электрического и магнитного полей - их значения не равны нулю, а колеблются около него. Вот и решили, что в вакууме происходит рождение и аннигиляция пар виртуальных частиц - переносчиков электр. и магнитных полей. А т.к. энергия пар все равно равна нулю - то значит одна частица с положительной энергией, а другая с отрицательной.

Если пылинка со второй космической скоростью врежется Вам в лоб, Вы не посчитаетесь со своим утверждением о нулевой энергии, а, ежели останетесь живы, мнение перемените.
Понимаю, что потенциальную энергию можно откалибровать как отрицательную.
Принять за отрицательную.
Но отрицательная внутренняя энергия частицы...
Это выше моего понимания. :(
Вы уверены, что не ошиблись?

Оффлайн Droog_Andrey

  • *****
  • Сообщений: 1 931
  • Рейтинг: +21/-4
  • фанат простых чисел
    • XYYXF проект
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #14 : 01.06.2008 [21:07:48] »
Ошибка в том, что частицам приписывают определенные значения энергий (положительные либо отрицательные).

На самом деле есть неопределенность, есть состояние до рождения пары и состояние после разлета пары.

Условности вроде отрицательной энергии появляются в попытках описать ненаблюдаемый механизм этого процесса.
2^57885161-1 is prime!

Оффлайн air

  • **
  • Сообщений: 55
  • Рейтинг: +0/-0
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #15 : 01.06.2008 [21:13:43] »
   Точно!!! энергия всегда положительна! весь вопрос в том, с какой стороны наблюдать, здесь и появляется казус.
очень спасибо

Оффлайн Droog_Andrey

  • *****
  • Сообщений: 1 931
  • Рейтинг: +21/-4
  • фанат простых чисел
    • XYYXF проект
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #16 : 01.06.2008 [21:20:12] »
Точно!!! энергия всегда положительна!
Не всегда можно сказать, положительна энергия или отрицательна.

Положительность и отрицательность - строго говоря, свойства чисел, а не физической величины "энергия". Если мы приписываем физической величине определенное численное значение, мы допускаем ошибку, т.к. физической величине объективно присуща неопределенность.

Поэтому нельзя свойства "положительность", "отрицательность" переносить с условных численных значений физической величины на саму физическую величину.
2^57885161-1 is prime!

Оффлайн air

  • **
  • Сообщений: 55
  • Рейтинг: +0/-0
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #17 : 01.06.2008 [21:21:14] »

Условности вроде отрицательной энергии появляются в попытках описать ненаблюдаемый механизм этого процесса.
[/quote]
   Все-таки "ненаблюдаемый механизм этого процесса."
   но хотя бы аналог подобного процесса имеется?
очень спасибо

Оффлайн Droog_Andrey

  • *****
  • Сообщений: 1 931
  • Рейтинг: +21/-4
  • фанат простых чисел
    • XYYXF проект
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #18 : 01.06.2008 [21:25:37] »
Я не зря написал слово "механизм".

Сам процесс вполне наблюдаем, его механизм - нет. Просто мы привыкли, что всегда есть механизм. А в квантовой механике его может и не быть. Но какая ж механика без механизмов? :-) Вот мы и говорим - "ненаблюдаемый механизм".
2^57885161-1 is prime!

Оффлайн air

  • **
  • Сообщений: 55
  • Рейтинг: +0/-0
Re: Испарение черных дыр: почему?
« Ответ #19 : 01.06.2008 [21:37:41] »
   Спасибо за исчерпывающий ответ, глубокоуважаемый Droog_Andrey ,
 попытаюсь разобраться. Благодарю за разъяснение.
« Последнее редактирование: 01.06.2008 [21:40:47] от air »
очень спасибо