블랙홀 / 호킹 방사선 : 왜 안티 입자 만 포착합니까?

여기에 몇 가지 세부 사항이있을 수 있습니다. 그렇다면 초점을 맞추지 마십시오. 내 질문의 일반적인 추력에 집중하십시오.

나는 입자 / 반입자 쌍이 공간에서 자발적으로 형성된다는 것을 "기침"합니다. 나는 그들이 블랙홀의 사건 지평 근처에서 형성 될 수 있고, 다른 입자가 간신히 빠져 나갈 수있는 한 입자가 떨어질 수 있음을 이해합니다. 나는 항 입자가 입자와 함께 소멸된다는 것을 이해합니다. 내가 이해하지 못하는 것은이 가상 입자 쌍의 항 입자 만 블랙홀에 빠지는 반면 다른 것들은 단지 탈출 할 수 있다는 것입니다. 파티클과 안티 파티클 둘 다 빠질 수있는 기회가되거나 탈출 할 수있는 기회가 없어야합니까?

입자 또는 반입자가 포착되는 동안 다른 입자가 포획 될 가능성은 동일해야한다. 따라서 블랙홀은 가상 입자에 대해 질량이 변하는 한 다소 안정된 상태 여야합니다.

설명?

나는 블랙홀 내부에서 "정상적인"질량으로 항 입자가 소멸되었다고 생각 했습니까? 아니?

첫째, 입자와 반입자 모두 "정상"질량 (처음에 질량을 가져야 함)과 "정상"(양) 에너지를가집니다. 그들 사이의 구별은 컨벤션 문제이거나 우주에서 어떤 유형이 더 일반적인 지에 대한 질문입니다. 더욱이, 전형적인 대량의 블랙홀의 경우, 대량의 호킹 방사선은 광자로 만들어 질 것이며, 적절하게 말하면 항 입자도 갖지 못하지만 그것들은 자신의 항 입자라고 말할 수 있습니다.

파티클과 안티 파티클 모두가 빠질 수있는 기회가되거나 탈출 할 수 있어야 하는가?

그렇습니다. 모든 중성미자가 거대하고 (그렇지 않으면 모든 검은 색 정공이 이미 그럴 것이라고 가정 할 때) 더 작은 블랙홀은 중성미자와 중성자 모두를 방출 할 것이고, 충분히 작고 (따라서 충분히 뜨거운) 사람은 전자와 양전자를 방출 할 것이다. 블랙홀의 온도가 입자 단위 이상의 자연 단위 인 경우, 블랙홀은 무시할 수 없을 정도로 많은 양의 입자를 방출합니다.

입자 또는 반입자가 포착되는 동안 다른 입자가 포획 될 가능성은 동일해야한다.

사소한 예외를 제외하고, 핫 블랙홀에 전하가있는 경우 동일한 전하의 입자를 방출 할 가능성이 더 높습니다.

따라서 블랙홀은 가상 입자에 대해 질량이 변하는 한 다소 안정된 상태 여야합니다.

입자 또는 입자 방지제가 블랙홀에 빠지면 질량이 증가합니다. 중요하지 않습니다. 근본적으로, 호킹 방사선의 "이유"는 양자 장 이론에서의 진공 상태가 가장 낮은 에너지 상태이지만, 다른 관측자들이 어떤 상태가 진공인지 에 대해 의견이 맞지 않을 수 있다는 것 입니다. 따라서, 입자는 진공 위에서 변동하기 때문에 입자가 있는지에 대해 의견이 맞지 않을 수 있습니다.

나는 에너지 절약에 대한 몇 가지 로터리 어필을 제외하고 "반입자가 빠짐"이야기를 복구하는 좋은 방법이 없다고 생각합니다. 따라서 블랙홀의 질량을 줄입니다. 불행히도, 상황이 실제로 일어나지 않고 일관성을 유지하기 위해해야 ​​할 일만 보여줍니다.

일반적인 상대성 이론에 대한 지식이 있지만 Schwarzschild 블랙홀의 경우 약간 더 멀리 동기를 부여 할 수 있지만, Killing vector field에 의해 에너지 절약이 가능합니다. 관측자는 시간 / 에너지가 블랙홀 내부의 공간 / 운동량이라고 생각하고 운동량 은 음이 될 수있다.

먼저, @ user83692435의 답변을 지적하고 칭찬하고 싶습니다. 그것에 확장 :

가상 입자 / 반입자 쌍의 이미지가 생성 된 후 이벤트 수평선에서 다른 쌍을 실제와 같이 삼키는 쌍의 이미지는 발생하는 상황에 대한 그림을 제공하지만 정확히 정확하지는 않습니다. 인기있는 사람들은 실제로 진행되는 일이 매우 복잡하고 쉽게 설명 할 수 없기 때문에 계속 사용합니다. (그리고 나는 시도하지 않을 것입니다!) 그러나 여기 주제에 관한 기술 논문에 대한 링크가 있습니다.

그러나 간단한 설명에 대한 가장 중요한 요점은 호킹 방사선 이 비유가 요구하는 사건의 지평선에서 오는 것이 아니라 그 외부 공간에서 온다는 것입니다!

호킹 비유에 대한 두 번째 요점은 사건의 지평선이 블랙홀의 잠재적 우물에서 엄청나게 깊다는 것입니다. 하는 입자 나 광자를 들어 탈출 BH을 (이 호킹 방사 필수) BH을 탈출하기에 충분한 추가 에너지를 생성해야합니다 - 그리고 BH는 빛의 속도보다 탈출 속도의 큰 가진 객체 생각 될 수있다. BH와의 파트너를 잃은 사소한 가상 입자는 결코 그것을 만들지 못할 것입니다.

당신은 더 깊은 약간을 발굴하려는 경우, 나는이 사빈 Hossenfelder의 블로그 Backreaction 추천 많은 링크와 함께 긴 포스트 자세한 정보를. 역반응은 요즘 블로그를 대중화하는 최첨단 물리학 중 하나입니다. Hossenfelder는 활발한 연구원이자 훌륭한 작가이기 때문입니다.

호킹 방사선을 묘사하는 일반적인 (나쁜) 방법을 약간 잘못 기억했습니다. 물리 대중화는 때때로 그것을 생성하는 한 쌍의 입자로 묘사하는데, 그중 하나는 문제이고 다른 하나는 음의 문제입니다. 또는 그 중 하나는 반물질이고 다른 하나는 음의 반물질입니다. 따라서 양성자가 탈출하고 부정적인 물질 양성자가 흡수됩니다. 또는 당신의 반양성자가 탈출하고 당신의 부정적인 반물질-반양성자가 흡수됩니다. 부정적인 물질 (또는 부정적인 반물질)은 블랙홀을 수축시킵니다.

비록 이것이 물리학자가 아닌 것들을 묘사하는 일반적인 방법이지만, 그것을 묘사하는 것은 나쁜 방법입니다. 그것은 당신이 제기 한 정확한 질문을 암시하기 때문에 혼란 스럽습니다. 왜 부정적인 물질이 바깥으로 날아 가지 않습니까? 또한 부정적인 물질은 발견되지 않았습니다. 블랙홀을 이해하는 데 유용한 구성 요소라고 생각할 특별한 이유가 없습니다. (존재하더라도 웜홀을 안정화하는 데 사용할 수 있으므로 매우 유용 할 수 있습니다).

사실상 부정적인 입자에 의지하지 않고 다른 답변과 마찬가지로 호킹 방사선을 설명하는 것이 좋습니다.

가상 입자 형성과 블랙홀로 떨어지는 하나의 입자로서의 호킹 방사선의 설명은 불완전한 것입니다. 스티븐 호킹은 원래 먼 과거에서 먼 미래까지의 길과 상상의 길거리 (빛의 길)를 상상했습니다. 블랙홀은 블랙홀이 형성된 장소를 지나기 직전에 측지 경로에 형성됩니다. 마지막 지오 데식입니다.
진공 상태가 비어 있지 않습니다. 불확실성 원리로 인해 일부 진동으로 구성됩니다. 이 진공 장은 많은 주파수 모드로 구성됩니다. 그들은 서로를 전멸시키는 가상 입자 항 입자 쌍을 계속 만듭니다. 안티 입자는 음의 주파수를 갖는, 즉 시간으로 되돌아가는 양자 장에서의 진동으로 생각 될 수있다. 형성된 블랙홀은 지나간 측 지파의 주파수를 조금씩 움직입니다. 측지선은 나머지 주파수에서 필드를 만듭니다. 그리고 안티 파티클은 시간이 지남에 따라 뒤로 이동하는 주파수를 가진 입자로 생각할 수 있으므로 주파수는 항상 블랙홀로 손실되고 필드는 나머지 주파수 모드에서 가상 파티클을 만듭니다.