Question:
Trous noirs émettant des radiations Hawking
user748
2014-01-06 21:45:58 UTC
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J'ai lu que même la lumière ne peut pas s'échapper des trous noirs.
La vitesse de la lumière est théoriquement prédite comme étant la vitesse d'échappement d'un trou noir.
J'ai aussi lu que l'idée générale que rien peut s'échapper d'un trou noir est faux. Même les trous noirs émettent des particules et des radiations connues sous le nom de rayonnement Hawking.
Ma question est la suivante: comment les trous noirs peuvent-ils émettre n'importe quel type de rayonnement? S'ils émettent même, la vitesse du le rayonnement est inférieur ou égal à la vitesse de la lumière?
Si la vitesse de fuite d'un trou noir est c , alors comment le rayonnement de Hawking peut-il même s'échapper du trou noir? Ne serait-il pas ramené dans le trou noir? Alors, comment peut-il même émettre quoi que ce soit?

Le rayonnement Hawking est émis par le voisinage général du trou noir, il n'a pas besoin d'échapper à l'horizon des événements.
Deux réponses:
#1
+4
Gerald
2014-01-06 22:31:25 UTC
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La vitesse d'échappement est c à l'horizon des événements d'un trou noir. Au-dessus de l'horizon des événements, la vitesse d'échappement est inférieure à c. Les particules qui s'échappent du rayonnement de Hawking se forment au-dessus de l'horizon des événements; c'est pourquoi ils peuvent s'échapper, s'ils pointent vers un angle suffisamment étroit par rapport à la verticale vers le haut, et s'ils sont suffisamment énergiques.

Les particules qui s'échappent se forment comme des paires virtuelles particule-antiparticule dans le système de coordonnées "infalling": L'une des deux particules se forme en dehors de l'horizon des événements; la contrepartie se forme sous l'horizon des événements. Ainsi, les particules originellement virtuelles ne peuvent pas s'annihiler, et donc devenir de vraies particules; une particule peut s'échapper; la contrepartie tombe vers la singularité.

L'énergie nécessaire pour former la particule qui s'échappe, et son énergie cinétique restante après la fuite, est soustraite de la masse du trou noir.

Le décrit Le mécanisme fonctionne probablement aussi pour les deux particules se formant très proches au-dessus de l'horizon des événements si les forces de marée sont suffisamment élevées pour séparer la paire de particules virtuelles, avant qu'elle ne puisse s'annihiler.

La formation de particules virtuelles est due à l'incertitude de Heisenberg appliqué au temps et à l'énergie: des intervalles de temps très courts nécessitent une incertitude énergétique, ce qui conduit à des paires particule-antiparticule de courte durée de vie.

Mais, lorsque le rayonnement Hawking est à l'intérieur, tout le reste se forme à l'intérieur, comment une particule, même virtuelle, peut-elle se former à l'extérieur? Aussi, comment sont-ils exactement «virtuels»?
Les particules virtuelles se forment spontanément et vivent généralement très peu de temps, moins d'environ 1e-22 secondes, détails voir http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_particle. Seule la moitié du rayonnement se trouve à l'intérieur, les (anti-) particules extérieures peuvent devenir des radiations de Hawking. Une particule qui semble virtuelle à partir d'un système coordiant infaillible peut sembler réelle de l'extérieur, en raison de la dilatation extrême du temps près de l'horizon des événements.
#2
+1
Mr.555
2020-05-27 04:32:46 UTC
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La véritable explication de Hawking Radiation ne concerne pas les particules virtuelles. Ma version simplifiée de l'explication réelle est que l'espace-temps courbe a une quantité d'énergie minimale différente pour un objet en mouvement que l'espace "plat" normal. Par conséquent, l'énergie s'écoule vers l'extérieur de la zone déformée.

En raison de cette explication, il a été déterminé que les petits trous noirs s'évaporent plus rapidement parce qu'ils courbent l'espace plus que les plus grands.

Personnellement, je ne crois pas aux particules virtuelles, simplement parce que vous ne pouvez pas obtenir quelque chose de rien.

L'explication des particules virtuelles du rayonnement de Hawking est un "dessin animé" simplifié, il ne faut pas la prendre trop littéralement. Votre réponse est meilleure, mais veuillez consulter https://physics.stackexchange.com/a/252236/123208 Les particules virtuelles sont un outil mathématique utile, mais elles n'ont pas le même statut physique que les particules réelles. Vous pouvez profiter de https://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/virtual-particles-what-are-they/
Je suis sûr qu'il y a une excellente réponse ici, mais la formulation et les détails pourraient être améliorés. Pouvez-vous nous expliquer comment «l'espace-temps courbe a une énergie minimale différente pour un objet en mouvement que l'espace-temps plat». Quel est l'objet en mouvement ici? Le trou noir? mais HR n'exige pas que le BH se déplace (par rapport à quoi?) La HR est-elle prévue autour d'autres objets massifs, ou l'horizon des événements est-il significatif d'une certaine manière. Si ce n'est que "l'énergie sortant de l'espace-temps incurvé" alors sûrement tout ce qui a de la masse produirait des FC. Dire «je ne crois pas» affaiblit considérablement la réponse, la croyance ne compte pas.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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