Comments 97
Есть ли излучение Хокинга у нейтронных звезд?
Здравствуйте! У нейтронных звёзд излучения нет, так как нет горизонта событий.
Особенно часто упускают первый пункт — что излучение Хокинга появляется не только на самом горизонте событий, но и на большом участке, окружающем чёрную дыру, на котором кривизна пространства выражена достаточно сильно.
Т.е. достаточно сильной кривизны пространства недостаточно? Ещё должен быть горизон события рядом?
Просто исходя из вашего текста для излучения горизонт событий не нужен, нужна только достаточная кривизна пространства.
Какое-то пугающее дальнодействие получается: откуда данная точка искривлённого пространства «знает» о наличии или отсутствии рядом горизона событий?
Да и частичное нарушение принципа эквивалентности: т.е. экспериментатор в закрытой падающей кабине может понять, что он ускоряется силами гравитации (а не ракетными двигателям), причём именно чёрной дыры, а не иного объекта по наличию в пространстве кабины излучения.
Сдаётся мне что там что-то вроде «цепочки аннигиляций» виртуальных частиц, которая нарушается на горизонте событий и из-за этого дисбаланса некоторые виртуальные частицы в окрестности горизонта событий становятся реальными.
Плюсую, в статье тоже толком ничего не понял. Но:
Да и частичное нарушение принципа эквивалентности: т.е. экспериментатор в закрытой падающей кабине может понять, что он ускоряется силами гравитации (а не ракетными двигателям), причём именно чёрной дыры, а не иного объекта по наличию в пространстве кабины излучения.
Даже в закрытой падающей кабине экспериментатор может измерить градиент гравитационного поля и определить, что это не ракетный двигатель. Да и не только измерить, его им может и порвать вместе с кабиной, если черная дыра небольшая :)
Вы с кабиной сначала разберитесь. В закрытой падающей кабине вы будете в невесомости. А в ракете, где включен двигатель, вас будем вжимать в кресло. Ничего изменять не надо.
У ускоряющегося наблюдателя тоже появляется излучение и горизонт событий позади - эффект Унру.
Откуда такой вывод? Автор явно сказал, что основное испарение Хокинга происходит не на горизонте событий, а на некотором расстоянии от него. И из текста все ясно, надо просто внимательно читать.
Чёрные дыры испаряются и теряют массу потому, что уходящая вместе с излучением Хокинга энергия медленно уменьшает кривизну пространства вокруг чёрной дыры.
Это неправильное утверждение, поправьте. Все строго наоборот - по мере снижения массы ЧД кривизна пространства в районе горизонта событий увеличивается, а не уменьшается. Это и является причиной увеличения энергии излучаемых квантов Хокинга. И это вполне логично и сочетается с классической физикой - чем выше градиент энергии чего-либо, тем большую энергию этот градиент может породить. Чем больше электрическое напряжение между электродами в электрической емкости, тем большей силы ток оно может породить при пробое. С излучением Хокинга все так же.
По-моему, вы всё "объяснили" так, что стало вообще ничего непонятно.
Если бы это было действительно так, тогда излучение Хокинга состояло бы на 50% из частиц и на 50% из античастиц
Очевидно, что априори это неверно. Как минимум, пары частица/античастица могут аннигилировать. А с учетом того, что излучение Хокинга не наблюдали, опровергать какие-либо предположения о его составе стоило бы с большей осторожностью.
Кроме того, всё излучение Хокинга исходило бы от горизонта событий
Тоже неверно, см. эффект Унру.
Излучение Хокинга состоит в основном из фотонов, а не смеси частиц и античастиц.
Откуда дровишки? То описание излучения, которое вы даете как правильное, вообще ничего не говорит о том, как конкретно излучение образуется и из чего состоит. Там просто показывается, что в силу разницы энергий оно должно быть, и точка.
получается, чёрные дыры усыхают не потому, что в них падают виртуальные частицы, переносящие отрицательную энергию — это ещё одна фантазия
Это не фантазия, это одна из гипотез конкретного механизма образования частиц этого самого излучения.
Одна из распространённых визуализаций происходящего рисует нам спонтанное появление пар частица-античастица,
визуализировать можно всё что угодно. От этого это не становится правильным.
Так фотоны-то откуда ? Так и не раскрыли :(
Здравствуйте! К сожалению, в работе применяется слишком сложный математический аппарат, который не получится объяснить научно-популярно.
Печально, если так, но ссылку-то на работу, где а) доказано, что излучение обязано состоять "в основном из фотонов, а не смеси частиц и античастиц" , и б) показывается конкретный механизм излучения этих фотонов (не расчет спектра для возможного излучения безмассовых частиц, а вот именно механизм образования частиц излучения) вы дать можете?
Да, таких подкрепляющих материалов как-то не находится.
В самой первой работе Хокинг выводит излучение для безмассовой эрмитовой скалярной частицы примерно из таких соображений: поле можно разложить как сумму асимптотически входящих волн с положительной частотой на прошлой светоподобной бесконечности (с эрмитово сопряжёнными), или как сумму падающих под горизонт волн с асимптотически выходящими с положительной частотой. Дальше он считает количество асимптотически выходящих волн в вакууме (состоянии без асимптотически входящих) и говорит, что получится не ноль, потому что в выходящей с положительной частотой волне будет входящая с отрицательной частотой компонента из-за "временной зависимости метрики при коллапсе".
В следующей публикации Хокинг приводит "интуитивное объяснение", похожее на популярное: возле горизонта создаётся пара частиц, одна с положительной, другая с отрицательной энергией. Но это классически запрещено во внешнем пространстве, поэтому частице нужно туннелировать под горизонт. (Тут подчёркивается необходимость горизонта - потенциальная яма белого карлика или нейтронной звезды недостаточно глубока для получения отрицательной полной энергии.) Он также приводит аналогию с электрическим потенциальным барьером, где туннелирование не нужно, если создаётся заряженная (противоположно) пара, поэтому эффективность намного выше.
Если уж искать неточности в этом объяснении, то я вижу основную проблему в слове «рождение», ибо под этим обычно подразумевают трехлучевую диаграмму, например фотон → электрон + позитрон. В случае излучения Хокинга никакой третьей частицы нет, это, скорее, траектория одного электрона (или фотона) так искривилась в гравитационном поле, что оба ее конца стали указывать в будущее.
А по поводу «настоящих» и виртуальных частиц — фишка в том, что реальные частицы — это абстракция вроде «материальной точки», их, в принципе, не существуют. Все частицы являются виртуальными в той или иной степени.
эти частицы не настоящие, а виртуальные. Они не появляются на самом деле, не взаимодействуют с реальными частицами, и их никак нельзя обнаружить.
Чем в таком случае объяснить эффект Казимира, что воздействует на пластины?
Здравствуйте! По сути никто точно не знает, как он работает. Известно, что он есть и его можно подсчитать.
Предположение что виртуальные частицы могут взаимодействовать с реальными как раз позволяют создать математическую модель эффекта, согласующуюся с экспериментами. Сомневаюсь, что открыт какой-нибудь эффект, для объяснения которого необходимо признание виртуальных частиц "не настоящими".
Я предположу такой эффект.
Скорость света в ваккуме=предельной скорости распространения информации.
Если бы виртуальные частицы были реальными, то они снижали бы скорость света в вакууме и он был бы меньше предельной скорости распространения информации.
На интуитивном уровне мне кажется что эффект не микроскопический. Ведь эффект казимира не микроскопический.
А равенство скорости распространения света и гравитации замерили очень точно.
Вычисления, сделанные Шарнхорстом, говорят о превышении скорости света в вакууме Казимира по сравнению с обычным вакуумом на 10−22 % для щели шириной 1 нм.
С распространением гравитационных волн всё ещё сложнее, так как для них пока нет вообще никакой теории, позволяющей связать их с квантовыми полями. Может оказаться, что в теории квантовой гравитации гравитоны точно так же будут взаимодействовать с флуктуациями остальных полей в вакууме и замедляться на какую-то микроскопическую величину, которую мы не в состоянии замерить.
Какой информации? Что она несет? Что вы подразумеваете под термином информация? Различаете ли вы понятия информация и ее смысл? Как распространяется информация, с помощью каких механизмов. И как тут задействована скорость света? Извините, но то что вы сказали непонятный набор слов.
любой информации.
ничего она не несёт, это её несут.
Информация... сложный вопрос. Смотря с какой стороны посмотреть. Пусть будет всё, что можно выразить битами.
Не знаю что такое смысл информации. Может быть интерпретация информации? Но она то тут при чём?
С помощью любых. От поджопника до фотона.
Скорость света предположительно, самый быстрый способ распространения информации.
Но ниже уже написали про эффект Шарнхорста. Не знаю что ещё вы ходите обсудить.
Tarakanator
зачем говорить о том, о чем нет никакого представления? Предельная скорость распространения чего то (что не знаю сам. но измеряю в битах ) равна скорости света. Самому не смешно? Кстати. а что насчет запутанности? Там скорость распространения мгновенная, и точно выше скорости света. И передаются данные о спине.
(что не знаю сам. но измеряю в битах )
Что не знаю сам, и не могу сформулировать так, чтобы не доебаться это всё же разные вещи.
Кстати. а что насчет запутанности?
а там информация не передаётся.
вы не можете сделать сверхсветовой канал передачи информации с помощью квантовой запутанности.
И передаются данные о спине.
Она не передаётся. Она согласованно рождается.
Отличие в том, что вы, исследуя одну запутанную частицу из пары, можете узнать какой спин(информация) появилась у другой частицы. Но вы никаким образом не можете ПЕРЕДАТЬ той стороне ЖЕЛАЕМУЮ, информацию, а не случайную со сверхсветовой скоростью.
Почему-почему Хокинг приплел "кипящий вакуум"... Потому что нулевая энергия ничего не проясняет, так как сама совершенно не понятна не то что обывателю, а даже и большинству физиков вне парадигмы "shut up and calculate".
Ну вот написали, что нулевая энергия вакуума при разном притяжении разная, и-и-и... что? Кто фотоны-то излучает? Те самые пары частица-античастица? Или мимокрокодилы третьи тела, пролетающие вне сферы Шварцшильда, излучают "неправильно", и это "просто" графитационная поправка в любой гамильтониан?
Всё же подход Хокинга -- с наглядным, хотя и неуниверсальным примером, отражающим некоторые стороны процесса, -- по моему мнению гораздо более продуктивен, чем никому не понятные сепульки, хотя на самом деле кроме сепулек ничего и нет в реальности.
Тут такой вопрос возник: когда говорят что за определенное время (очень большое) черная дыра полностью испарится, предполагают, что она будет существовать в виде черной дыры до самого своего конца. А не может ли быть так, что начиная с какого-то момента ее массы будет недостаточно для ее существования в виде черной дыры, то есть не возможен ли процесс превращения черной дыры во что-то другое, какую-то звезду, например?
Масса черной дыры пропорциональна радиусу горизонта событий. При испарении масса и радиус пропорционально уменьшаются. Этой зависимости ничто не мешает пока масса дыры не станет порядка массы Планка. А что будет при её достижении пока никому не известно.
Вот и я об этом же. Есть какие-то предположения во что она может превратится?
Между прочим, если это допустить, можно объяснить сразу: 1. Природу темной материи; 2. Образование материи в вакууме Вселенной; 3. Образование пространства (то, что "толкает" его наружу, а по сути является выпрямлением пространства, до некоторого момента скрученного черной дырой) - т.е. природу темной энергии...
Правильно ли я понимаю,мчто искривление пространства выражается в удлинении пути частицы?
Поэтому, хотя на большинстве пояснительных иллюстраций показывается, что 100% излучения Хокинга от чёрной дыры появляется на самом горизонте событий, точнее будет изобразить его появление в объёме радиусом в 10-20 радиусов Шварцшильда, где по мере удаления от центра чёрной дыры излучение появляется всё реже и реже.
Имеется в виду, что излучение возникает не где-то на расстоянии 10-20 радиусов от черной дыры. Наиболее вероятная длина волны излучения Хокинга равна радиусу Шварцшильда (с точностью до коэффициента). Соответственно, частицу невозможно четко локализовать на горизонте. Грубо говоря, она возникает разом в некоторой окрестности черной дыры.
Удивительно, насколько сильно наше понимание Вселенной продвинулось и поменялось с начала XX века.
А меня удивляет не только это, но и то, насколько нынешние представления через призму научпопа представляются истиной. Сейчас каждый школьник не задумываясь ответит про устройство мира, что вот есть Вселенная, есть чёрные дыры, в начале был Большой взрыв, в конце будет или-или, и всему отмеряно столько-то миллиардов. Ну а если не школьник, а студент или учёный, то он будет с уверенность оперировать множеством параметров и делать выводы об объектах, о которых сто лет назад не было никаких представлений и которые всё ещё никогда не наблюдались непосредственно. Вот, например, про верность и неверность представлений Хокинга об испарении чёрных дыр и про то, как 'на самом деле'. И если высказать сомнения в достоверности настолько глубокого понимания устройства мира, большинство скажет - да ты что, глупый что ли? Такая научная вера, заменившая веру религиозную, но примерно с таким же слепым фанатизмом.
Я не сомневаюсь, конечно, в успехах науки и технического прогресса. Но как-то подозреваю, что ещё через сто лет тоже будут говорить о том, насколько продвинулось и поменялось наше понимание Вселенной, не то, что в те (наши) дремучие времена. И потому как-то коробит подобный тон вроде бы научных статей.
Такая научная вера, заменившая веру религиозную, но примерно с таким же слепым фанатизмом.
Такая вера НАМНОГО лучше, т.к. мировое научное сообщество - это на данный момент самый честный институт из всех, которые когда-либо были созданы человечеством. Оно не идеально, но там существуют рабочие механизмы поиска и устранения ошибок и фальсификаций, в отличие от какого-нибудь католицизма или религии амишей.
У человеческого мозга пока что очень ограниченные ресурсы и ему приходится так или иначе опираться на какие-то авторитеты. Не получится стать экспертом по всем наукам. И пусть лучше люди верят и опираются на мировую науку, даже если они в реале не понимают о чем там говорят ученые.
Вы транслируете понимание научной теории из 18го века, ну, 19го - и потому получаете противоречие и необходимость веры. "Научная теория объясняет, как всё устроено на самом деле". Но нет. Научная теория позволяет делать (то есть выполнять расчёты) экспериментально проверяемые предсказания, и только. Теория Эйнштейна верна, потому что великое множество экспериментов показало точное совпадение с результатами расчётов, выполненных по ней. Очень может быть, что можно построить и другую теорию (и их строят великое множество), где нет замедления времени или искривления пространства... но пусть эта другая даст способ провести расчёты и получить результаты, совпадающие с экспериментом. А ещё лучше пусть она сделает предсказание, которое невозможно сделать в рамках СТО/ОТО - такое, что проверка подтвердит это предсказание.
Видите разницу? Нет ни в малейшей степени утверждения, что всё устроено именно так, но есть утверждение, что можно посчитать и проверить результат в эксперименте. Совпало? Прекрасно, можно в это не верить - но пользоваться.
1) Сколько из этого великого множества экспериментов было действительно предсказанно текущей теорией априори? А под сколько приходилось придумывать что-то чёрное и тёмное и виртуальное?
2) А сколько экспериментов были проведены не единожды или не на одном наборе оборудования? (да, для подтверждения бозона Хиггса не помешало бы иметь ещё пару БАКов, а лучше и не пару)
3) А сколько открытий можно использовать для чего-нибудь ещё кроме поднятия индекса Хирша? (чисто научное применение — подойдёт)
Например гравитационные волны — проходят пункт 1), имеют кое-какие перспективы по п3) и слабова-то, но что-то есть с п2). Т.е. ещё рабочая вещь, но на грани.
А у упомянутого бозона Хиггса — только первый пункт прокатывает.
А если ответ на все пункты отрицателен — то теория именно начинет учить «что есть на самом деле». Т.е. отрывается от реальности.
Т.е. далеко не факт что человечеству хватит сил справится со сложностью научных знаний и их получением. А как люди относятся к сложному, непознаваемому и великому — мы знаем.
То есть Вы утверждаете, что далеко не все теории верны. Это так и есть - ну и что?
Приведу пример похуже: система Птолемея неверна, но долгое время, века полтора, расчёты по ней давали более точные предсказания (положения планет), чем расчёты по Копернику. Так что геоцентрическая теория неверна - но вполне научна.
Так что требовать от системы Коперника объяснения того откуда в небесной сфере буквальные дырки — глупо.
И столь же не нужно требовать от новой теории, чтобы она объясняла, как вы пишите «великое множество экспериментов» объяснёных в теории старой. Важно чтобы она была научной, имела свои подтверждающие и предсказанные эксперименты и на неё можно было опереться в дальнейшей научной работе.
А то, получается, как-то слишком высокий барьер новым теориям ставите.
Барьер и должен быть высоким, теория, не умеющая объяснить (традиционный термин, на самом деле означающий "дать способ рассчитать") со сравнимой точностью уже проделанные эксперименты, не имеет смысла и для новых.
Барьер и должен быть высоким, теория, не умеющая объяснить (традиционный термин, на самом деле означающий "дать способ рассчитать") со сравнимой точностью уже проделанные эксперименты, не имеет смысла и для новых.
Совершенно согласен.
И столь же не нужно требовать от новой теории, чтобы она объясняла, как вы пишите «великое множество экспериментов» объяснёных в теории старой. Важно чтобы она была научной, имела свои подтверждающие и предсказанные эксперименты и на неё можно было опереться в дальнейшей научной работе.
Если принять такую новую теорию, то она принципиально не будет работать для некоторых экспериментов. Я могу понять отбрасывание некоторых данных, например, уникальных для БАКа, потому что там может быть конструктивный дефект/заговор учёных-фанатов Стандартной модели/несознательная склонность к подтверждению любимых теорий (хоть по такому критерию и может остаться слишком мало информации). Но оставшиеся всё равно нужно рассчитать.
В соответствующих пределах квантовая физика всё же сводится к классической, а теория относительности - к ньютоновским механике и гравитации. Использование старых теорий в этих случаях - вопрос удобства, а не принципиальной работоспособности. Кроме того, условия, когда необходимо учитывать квантовые или релятивитские эффекты, сформулированы достаточно чётко.
А сколько открытий можно использовать для чего-нибудь ещё кроме поднятия индекса Хирша? (чисто научное применение — подойдёт)
Вы имеете в виду хотя бы использование для новых открытий/проверок теорий, а не только для написаний статей о самом феномене? Тут сложно судить сразу - если не ясно применение сейчас, это не значит, что его не будет. А внедрение в народное хозяйство идёт с ещё большим запозданием.
Заранее не очевидно, какое направление выстрелит, поэтому очень уж много денег не дают и делать такие вещи, как продублировать БАК, сложно. В то же время есть опасность пропустить прорыв и отстать, если совсем забросить продвижение переднего фронта науки.
Также не вполне ясно, была ли ситуация в корне другой до XX века. Правда, тогда и скорость прогресса была медленнее...
А сколько экспериментов были проведены не единожды или не на одном наборе оборудования?
Безусловно, проверки воспроизводимости необходимы для устранения систематических ошибок, сдвигов из-за личных предпочтений и подобных проблем. Но во многих случаях имеем то, что имеем.
Сколько из этого великого множества экспериментов было действительно предсказанно текущей теорией априори? А под сколько приходилось придумывать что-то чёрное и тёмное и виртуальное?
Бесспорно, прекрасно, когда теория предсказывает всё. Но вот в определённом случае не получается. А другой, которая решает проблему, наготове тоже нет. Совсем без теории как-то плохо. Поэтому её расширяют, часто неизящно, и продолжают поиск альтернатив.
А если ответ на все пункты отрицателен — то теория именно начинет учить «что есть на самом деле». Т.е. отрывается от реальности.
Отрыв от реальности и уход в описание "истинной природы" не вполне следует из нарушения тех трёх пунктов.
Э нет, это как раз транслирует статья, что есть позиция 'на самом деле', и именно на это направлена моя критика.
Где-то тут же я недавно читал, что черная дыра размером с апельсин, на окраинах солнечной системы, испустит в среднем 1 фотон Хокинга за время жизни Солнца. То есть, чтобы излучение можно было реально наблюдать, нужна очень массивная ч.д., так?
Температура излучения обратно пропорциональна массе чд. Чем масса больше - тем излучение холоднее и несет меньше энергии. Так что скорее чд нужна как можно менее массивная
Честно говоря, после прочтения статьи, у меня появилось стойкое ощущение, что это написал chatGPT. Я даже попробовал сам сформулировать нечто подобное типа "напиши научнопопулярную статью, опровергающую общепринятый механизм образования излучения Хокинга". С первой попытки, конечно, полноценной статьи не получилось, но я уверен, если дать ему пару поправок, можно нагенерить много похожего контента.
это просто вычислительный метод
То, что земля вращается вокруг солнца, по началу тоже считали лишь вычислительным методом
То, что земля вращается вокруг солнца, по началу тоже считали лишь вычислительным методом
Во-первых, всё относительно, и Солнце тоже уже давно не центр мира. Тем не менее, осознание того, что не всё крутится вокруг нас, было очень ценным и обобщено в принцип Коперника.
Во-вторых, практическое преимущество гелиоцентрической системы было сомнительным до Браге и Кеплера - то есть почти целое столетие после её формулировки Коперником. Геоцентрическая достаточно хорошо справлялась с объяснением наблюдений с помощью эпициклов. Но конструкция была громоздкой и противоречила античной идеологии, по которой планетам полагалось двигаться по кругам равномерно. Смена перспективы объяснила попятные движения (со сменой направления с точки зрения земного наблюдателя), но неравномерности вращений остались и описывались по-прежнему эпициклами вплоть до формулировки законов Кеплера.
Про эпициклы оттуда, кстати: «Приближение видимых движений небесных тел круговыми движениями (эпициклами и деферентами) в какой-то мере аналогично разложению функции в ряд Фурье, широко применяемому в современной науке, но для решения других задач, в небесной же механике законы Кеплера чаще всего достаточно точны и намного более практичны, а ряды Фурье используются для повышения точности, с применением законов механики.»
В какой-то мере аналогично, но физического смысла в эпициклах видно меньше. Использование рядов и преобразований Фурье обосновывается распространённостью колебаний и волн. Почему центры одних кругов должны двигаться по другим кругам с угловой скоростью, равномерной относительно некой точки, совсем не ясно.
Собствено такая структура изначально именно алгебраическая: берём положение и просто последовательно прибавляем время умноженное на очередной коофициент. Работает? Работает! А физический смысл искать — зачем? Есть же «консенсус»…
Ну да, похоже на "заткнись и считай", но мало кто вводил дополнительные уровни (больше двух кругов), наверное, из-за идеологических противоречий. Кстати, Кеплер, похоже, сначала не пробовал эллипсы, потому что думал, что это слишком очевидно и античные астрономы должны были их уже давно проверить.
Собствено такая структура изначально именно алгебраическая: берём положение и просто последовательно прибавляем время умноженное на очередной коофициент.
Вы имеете в виду ряд Тейлора, похоже. Он не всегда оптимально сходится.
А физический смысл искать — зачем? Есть же «консенсус»…
Вопрос о физическом смысле не так прост. Есть достаточно примеров, где фундаментальные законы понятны, но в сложных системах всё запутывается и нужны либо численные расчёты на машине (долго, приближённо, не всегда устойчиво), либо эмпирическая модель. Те же законы Кеплера лишь лучше подошли к данным (и поначалу излишне смело обобщались с одного Марса на все планеты), Ньютон вывел их только около 80 лет спустя.
Вы имеете в виду ряд Тейлора, похоже. Он не всегда оптимально сходится.Я имею ввиду реальные практически расчёты по Птоломею. В принципе так любой ряд работает. Или вы думаете, что древние греки синусы с косинусами в 3D считали? Нет — они просто углы (угловая скорость*время) складывали/вычитали. А до этого работали даже не с углами эпициклов, а просто с эмпирическими коофициентами
Вопрос о физическом смысле не так прост ...Я тут больше намекал на схожесть современной ситуации с фундаметнальными теориями (в основном с квантАми) и системой Птоломея: когда математические операции и вычисления убежали вперёд по отношению к физической интерпретации. Что черевато ещё на пару тысяч лет застрять в том, над чем будут посмеиваться потомки.
Вот отличное видео про это: https://youtu.be/r6sGWTCMz2k - те самые эпициклы ряда Фурье.
Я бы предложил модифицировать объяснение Хокинга.
Мы имеем точку пространства с очень большой кривизной в окрестностях чёрной дыры. В ней изначально энергия и масса равны нулю.
Из-за кривизны возникает излучение, то есть энергия. Но поскольку сумма в точке пространства равна нулю, то для ее компенсации возникает отрицательная масса. Отрицательная масса притягивается ЧД, и уменьшает массу ЧД.
"Отрицательная масса" означает, что при взаимодействии с другой частицей ее масса уменьшится.
Она провалится в гравитационные колодец ЧД.
Для сравнения: Если подставить массу с минусом в известную формулу, то сила изменит направление. Но если подставить массу фотона, сила станет нулевой. Но фотон все равно же отклоняется, пролетая мимо тела, обладающего массой. Так и сила не изменит направление)))
У фотона нулевая масса покоя, но покоящихся фотонов не существует, и в гравитационном взаимодействии работает именно полная масса в данной системе отсчёта.
Согласно ОТО, для гравитационного взаимодействия важна не только энергия (которую вы переводите в массу), но весь тензор энергии-импульса - включающий импульс и тензор напряжений, в случае идеальной жидкости сводящийся к давлению.
И если вы попробуете присвоить фотону массу и посчитать отклонение по-ньютоновски, получится в два раза меньше, чем в ОТО.
Как Вы относитесь к опытам израильского физика Штейнхауэра, который создал аналог гравитационного поля чёрной дыры в виде ускоренного потока переохлаждённых атомов рубидия? В этом потоке аналогом излучения Хокинга были звуковые квазичастицы - фононы.
И ещё вопрос: что тормозит физиков в переходе от понятия пространства-времени к понятию физического вакуума для объяснения гравитационного поля? От искривления стационарной метрики гравполя к расширению и ускоренному движению вакуума из космоса в материю? Сложно описать этот процесс языком математики? Но Штейнхауэр, наверное, как-то делал это в своей модели гравполя чёрной дыры...
Работы с аналогами чёрных дыр очень интересные, и они не ограничены одним Штейнхауэром - см. https://arxiv.org/abs/gr-qc/0002015, https://arxiv.org/abs/1808.09244, https://arxiv.org/abs/0711.4767, https://arxiv.org/abs/1008.1911. Однако не уверен, насколько точно в них воспроизводится конфигурация гравитационного поля возле чёрной дыры. Из описания методики Штейнхауэра ясно, что создаётся горизонт на переходе от дозвукового к сверхзвуковому потоку (в последнем случае механические волны уже не могут двигаться против течения). Также не похоже, что в этих работах перевыводят излучение Хокинга для чёрной дыры.
Спасибо за ссылки, я ранее читал о гидродинамической модели гравполя чёрной дыры. В ней аналог горизонта событий возникает при превышении скорости потока воды к "дыре" скорости поверхностных волн от "дыры". Конечно, конфигурация гравполя ЧД не воспроизводится полностью в гидромоделях и с конденсатом Бозе-Эйнштейна - в них нет закручивания пространства вокруг ЧД. Но в моделях фактически признаётся природа гравитации как следствия поглощения материей вакуума. Постоянное поглощение ведёт к снижению плотности вакуума в материи и вблизи неё, отчего происходит постоянное расширение вакуума из космоса, где его плотность выше, и его равноускоренное движение в сторону материи.
Поскольку такой поглотительный механизм гравитации начинает работать с фотонов, которые ликвидируют кванты вакуума, то он является единственно верной основой для создания теории квантовой гравитации. Я не понимаю, что тормозит проверку этой идеи силами научного сообщества. Лавры второго, пусть даже коллективного, Эйнштейна никого уже не привлекают? Тем более, что с прежнего направления поиска квантовой гравитации (с проваленой SUSY) уже освободилась часть математиков...
Конечно, конфигурация гравполя ЧД не воспроизводится полностью в гидромоделях и с конденсатом Бозе-Эйнштейна - в них нет закручивания пространства вокруг ЧД.
Того, что обычно называется закручиванием пространства, нет в метрике Шварцшильда (невращающаяся ЧД), оно есть только в метрике Керра. Вращение не необходимо для излучения Хокинга, важно наличие горизонта.
Но в моделях фактически признаётся природа гравитации как следствия поглощения материей вакуума.
Это утверждения очень сомнительно. Излучение Хокинга не имеет отношения к природе гравитации, это лишь поведение (квантового) вакуума с его флуктуациями на фоне метрики из совершенно классической ОТО.
А что стоит за искривлённой метрикой в ОТО - разве не ускоренный поток вакуума? Метрика - абстракция, вакуум - реальность. Излучение Хокинга - поведение квантового вакуума с его флуктуациями - тоже реальность. Не проще ли из одной реальности - менее плотного ускоренного вакуума (гравитации) получать другую реальность - частицы Хокинга?
Да, сначала нужно выразить формулами гравитационное расширение и движение вакуума. Но это неизбежно будет сделано. Чёрные дыры находятся в вакууме, и не влиять на вакуум они не могут. Я же могу дать философское обоснование, почему излучение Хокинга имеет отношение к такой природе гравитации.
Если вы помните, у меня фантастическая, но проверяемая модель мира. Фотоны в ней - это разумные вселенные предыдущего масштаба пространства-времени. В своём прошлом (которое есть настоящее для нашей Вселенной) они расширялись свободно, и шедшая в них эволюция материи успела сформировать в них единые системы цивилизаций - новую форму материи, способную выживать в плотной среде взаимно сжатых вселенных - в вакууме вмещающей их вселенной следующего масштаба. Так вот, когда этот вакуум сильно разрежен расположенной рядом материей высокой плотности (сингулярностью чёрных дыр), некоторые его кванты (вселенные предыдущего масштаба) на какое-то время могут оказаться в состоянии свободного расширения. И этого времени может хватить для полного прохождения в них эволюции материи, и тогда они станут фотонами. Что возникло под горизонтом - там и останется, сольётся с сингулярностью. А те фотоны, что возникли над горизонтом - станут излучением Хокинга.
А как по-вашему закручивается пространство? Если с искривлением, наверное, понятно то как оно закручивается? Означает ли это "искривление" микро и макро объектов.
Т.к. "закручивание" — не стандартный термин, уточню, что имел в виду эффект Лензе-Тирринга. Можно сказать, это проявление одного из способов искривления пространства-времени, вызванного вращением массивных тел.
Странная вещь получается. Всё, что попало за горизонт, не может вернуться. Но излучение есть и дыра "испаряется". Значит, всё-таки что-то может оттуда возвращаться.
А вообще, все эти теории очень слабые - можно придумать что угодно, потому что никто и никогда не сможет это проверить.
6 лет пытаюсь понять, почему черные дыры излучают и сжимаются. Никак не мог понять, почему дыра сжимается, если в неё что -то попадает (наоборот же должна увеличиваться).
Теперь мне говорят, что все фигня и мол давай по новой - дыра сжимается и излучает, потому что градиент кривизны... Чта? Как мне это должно что то объяснить. Вместо градиента кривизны можно вставить любую фразу, например "потому что пёс сутулый", и понимание феномена не изменится.
дыра сжимается и излучает, потому что градиент кривизны… Чта? Как мне это должно что то объяснить. Вместо градиента кривизны можно вставить любую фразу, например «потому что пёс сутулый», и понимание феномена не изменится.За этим эффектом стоят горы зубодробительных формул. Если хочется детального понимания, то придётся сначала досконально изучить эту область физики и разобраться в формулах. Без этого приходится результаты вычислений просто принимать на веру.
Никак не мог понять, почему дыра сжимается, если в неё что-то попадает (наоборот же должна увеличиваться).
Обычно попадает что-то с положительной энергией и тогда, конечно, ЧД увеличивается. При излучении Хокинга (согласно его же "интуитивному" объяснению 1975 года) под горизонт туннелирует частица с отрицательной энергией, это уменьшает энергию (массу) ЧД и соответственно её размер. Отрицательная полная энергия (покоя плюс кинетическая плюс потенциальная) классически невозможна, кроме как под горизонтом чёрной дыры, поэтому во внешнем пространстве такие частицы быстро уничтожаются.
Кстати, согласно тому же объяснению, от градиента кривизны (похожего на ньютоновское ускорение) зависит расстояние необходимого туннелирования и соответственно частота создания таких пар, в которых одна частица с отрицательной энергией проникает под горизонт, а вторая выходит на бесконечность.
Тоже пока не понимаю механизм испарения чёрных дыр (но на слово верю Стивену Хокингу как родному). К сожалению, данная статья пока не сильно меня продвинула в понимании. Но уже хоть знаю, что это как-то связано с кривизной пространства в окрестностях горизонта событий, в результате чего при поглощении материи в космос испускается фотон, энергию которого компенсирует виртуальная отрицательная масса, попадающая в чёрную дыру. Ну, или что-то вроде того :-)
У меня такой вопрос, кто в теме, хоть как-то поясните.
В будущем выгорят все звёзды и настанет эпоха чёрных дыр. Эти чёрные дыры будут существовать сами по себе, но уже не будет извне материи которая бы в эти дыры могла падать. Но испарение чёрных дыр есть результат именно падения материи в чёрную дыру, насколько я понял само по себе это испарение не происходит.
Так почему же чёрные дыры всё-таки в конечном итоге через 10^103 лет испарятся?
UPD. Пока писал/редактировал комментарий, сам придумал возможный ответ. Хотя в эпоху чёрных дыр уже не будет материи, которая могла бы подпитывать чёрные дыры, из-за релятивистских эффектов для стороннего наблюдателя и через 10^103 лет эта материя до сих пор бы падала в чёрную дыру. Ну и при этом бы падении работал бы механизм излучения Хокинга.
Что я узнал из статьи:
Объяснение Хоккинга неверное
Объяснение которое даёт Хоккинг не верно
Таким образом Хоккинг не даёт верного объяснения, хотя его расчеты верны
(и ещё примерно три раза то же самое, другими словами)
Чего я не узнал из статьи:
Верного объяснения
Вот тут, как мне кажется, - https://www.youtube.com/watch?v=isezfMo8kWQ&ab_channel=ScienceClicEnglish наиболее доступное объяснение излучения Хогинга для неспециалистов вроде меня
А я себе уже напридумывал всякого, с этими виртуальными частицами. Обратный эффект, "саморостущая" ЧД. Вселенная, как саморостущая ЧД, расширение и тп.
По теме, автор ничего не доказал, а просто постулировал свое мнение.
Меня больше интересует, а каким образом Хокинг вообще мог что-то записывать, если он парализован? Неужели он все толмуты в голове производил, это же невозможно. Вроде тот прибор с помощью которого он разговаривал работает медленно, я что-то совсем не понимаю, да и как формулы записывать с его помощью?
Помню шутку какой-то стендапера, что возможно за Хокингом стоит кто-то, а мы думаем, что он все сам делает.
Честно, я просто понять хочу.
Меня больше интересует, а каким образом Хокинг вообще мог что-то записывать, если он парализован? Неужели он все толмуты в голове производил, это же невозможно. Вроде тот прибор с помощью которого он разговаривал работает медленно, я что-то совсем не понимаю, да и как формулы записывать с его помощью?
Он не был полностью парализован сразу, а наиболее важные и конкретные результаты были более ранними, если я не ошибаюсь. По крайней мере, первый вывод излучения Хокинга опубликован в 1974. Согласно английской Википедии:
Хокинг потерял способность говорить после воспаления лёгких в 1985, хотя уже к концу 70-х его понимали только родные и близкие друзья, которым нужно было переводить его речь для остальных;
примерно к концу 60-х писать стало практически невозможно и "он разработал компенсационные визуальные методы, в том числе рассмотрение уравнений с точки зрения геометрии" (не вполне ясно, что именно это значит);
но как-то использовать руки для вождения механизированного инвалидного кресла он мог до начала 90-х. Ранняя версия программы для говорения также управлялась кнопкой, нажимаемой рукой и Хокинг достигал 15 слов в минуту. Использовать мышцу щеки пришлось с 2005, что сначала сильно замедлило процесс до одного слова в минуту. В 2009 он потерял возможность управлять креслом.
В принципе, формулы можно надиктовать, но без человека вряд ли можно это интерпретировать, по крайней мере, до совсем недавнего времени, когда здоровье Хокинга было уже совсем слабым.
Каким образом излучение Хокинга приводит к испарению чёрных дыр?