Fordampende sorte hull?

[Lutetium 71]

Etter det jeg kan forstå, så mener altså Hawking at sorte hull slipper ut stråling, og dermed mister masse (etterhvert vil det derfor forsvinne helt).

Men! Mekanismen har sin bakgrunn i vakuumenergi, der partikkel og antipartikkelpar konstant blir dannet og utslettet. På kanten av det sorte hullet vil noen av disse parene unngå "rekombinering", og dermed vil noen av partiklene unnslippe gjennom stråling.

Vil ikke dette dermed si at det sorte hullet går glipp av masse, heller enn at det fordamper? Det er ikke slik at store biter av singulariteten jumper ut av hullet heller.

[AnonymBruker]

Godt spørsmål, så jeg slo opp. Det er de sorte hullene som danner partiklene det er snakk om: http://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation

[ilcrappo]

Etter det jeg kan forstå, så mener altså Hawking at sorte hull slipper ut stråling, og dermed mister masse (etterhvert vil det derfor forsvinne helt).

Men! Mekanismen har sin bakgrunn i vakuumenergi, der partikkel og antipartikkelpar konstant blir dannet og utslettet. På kanten av det sorte hullet vil noen av disse parene unngå "rekombinering", og dermed vil noen av partiklene unnslippe gjennom stråling.

Vil ikke dette dermed si at det sorte hullet går glipp av masse, heller enn at det fordamper? Det er ikke slik at store biter av singulariteten jumper ut av hullet heller.

Men poenget er jo nettopp at det sorte hullet mister masse som en følge av denne prosessen. Den ene partikkelen vil falle ned i hullet mens dens antipartikkel vil unnslippe. Et partikkel-antipartikkel-par har en netto-energi som er minst like stor som summen av deres hvileenergi. Når paret dannes som et resultat av vakuumfluktuasjoner så kreeres det med andre ord nettoenergi. Dette er greit i følge Heisenbergs uskarphetsrelasjon, så lenge energien forsvinner innen tilstrekkelig kort tid, slik at energien totalt sett er bevart over tilstrekkelig store tidsintervaller

Men dersom partikkel-antipartikkel-paret skapes på randen av et sort hull, så er det en viss endelig sannsynlighet for at en av partiklene detter ned i hullet før den rekker å annihilere med sin partner innenfor den tilgjengelige ”Heisenbergtiden”. Resultatet blir at det sorte hullet har da blitt tilført en energi tilsvarende hvileenergien til partikkelen det har slukt, samtidig som at det eksisterer det en partikkel på utsiden av horisonten som også har en energi som er minst like stor som hvileenergien. Men den totale energien må alltid være bevart over makroskopisk relevante tidsintervaller. Den eneste måten energibevaring kan tilfredsstilles på når det sorte hullet har slukt en av partiklene, er ved at hullet overfører energi til partikkelen på utsiden tilsvarende summen av de to partiklenenes hvileenergi og den unnslupne partikkelens kinetiske energi. Altså må det sorte hullet miste energi.

Det skal sies at raten som energi fordamper fra det sorte hullet er forsvinnende liten. Tiden det tar for et sort hull å forsvinne helt som følge av Hawkingstråling er proporsjonal med dets masse i tredje. Vi snakker om typiske levetider som er astronomisk mange ganger større enn universets alder. Men for mikroskopiske sort hull, á la typen som man tror man muligens kan skape i store nok partikkelakseleratorer (i alle fall dersom ekstra dimensjoner eksisterer), så er massen såpass liten at denne prosessen vil gjøre seg høyst gjeldende.

[Lutetium 71]

Men dersom partikkel-antipartikkel-paret skapes på randen av et sort hull, så er det en viss endelig sannsynlighet for at en av partiklene detter ned i hullet før den rekker å annihilere med sin partner innenfor den tilgjengelige ”Heisenbergtiden”. Resultatet blir at det sorte hullet har da blitt tilført en energi tilsvarende hvileenergien til partikkelen det har slukt, samtidig som at det eksisterer det en partikkel på utsiden av horisonten som også har en energi som er minst like stor som hvileenergien. Men den totale energien må alltid være bevart over makroskopisk relevante tidsintervaller. Den eneste måten energibevaring kan tilfredsstilles på når det sorte hullet har slukt en av partiklene, er ved at hullet overfører energi til partikkelen på utsiden tilsvarende summen av de to partiklenenes hvileenergi og den unnslupne partikkelens kinetiske energi. Altså må det sorte hullet miste energi.

Aha. Da begynner jeg å forstå hvorfor det mister energi ja. (Jeg tolker det som at energi stort sett er det samme som masse i dette tilfellet?). Men jeg skjønner ikke helt hvordan energien til partikkelen på innsiden blir overført til partikkelen på utsiden? Gir "innsidepartikkelen" fra seg all energi til "utsidepartikkelen" idet den stuper innover?

Kikket litt på linken til AB over her, men de formlene skremmer vannet av meg.

Ellers så var jeg klar over at denne prosessen er veldig langsom, og at vi vel sitter igjen med sorte hull leenge etter at andre astronomiske objekter er utradert.

[addict]

Oi hehe nå føler jeg meg dum.......................

Hva studerer du?

[ilcrappo]

Aha. Da begynner jeg å forstå hvorfor det mister energi ja. (Jeg tolker det som at energi stort sett er det samme som masse i dette tilfellet?). Men jeg skjønner ikke helt hvordan energien til partikkelen på innsiden blir overført til partikkelen på utsiden? Gir "innsidepartikkelen" fra seg all energi til "utsidepartikkelen" idet den stuper innover?

Kikket litt på linken til AB over her, men de formlene skremmer vannet av meg.

Ellers så var jeg klar over at denne prosessen er veldig langsom, og at vi vel sitter igjen med sorte hull leenge etter at andre astronomiske objekter er utradert.

Det er ikke snakk om at energi overføres fra den ene partikkelen til dens antipartikkel. Energien overføres fra selve det sorte hullet til den unnslippende partikkelen via gravitasjonsfeltet. Det simplistiske bildet er at det ekstremt sterke gravitasjonsfeltet som er til stede nær horisonten til et sort hull gir opphav til tidekrefter som er såpass store at de kan rive fra hverandre partikkel-antipartikkel-paret. Det sorte hullet må gjøre et arbeid på partiklene via gravitasjonsfeltet for å rive disse fra hverandre. Dette arbeidet tilsvarer energien som det sorte hullet mister til den unnslippende partikkelen.

[Lutetium 71]

Sletter litt. Tror addict egentlig spurte ilcrappo ja..

Endret 5. oktober 2011 av Lutetium 71

[Lutetium 71]

Det er ikke snakk om at energi overføres fra den ene partikkelen til dens antipartikkel. Energien overføres fra selve det sorte hullet til den unnslippende partikkelen via gravitasjonsfeltet. Det simplistiske bildet er at det ekstremt sterke gravitasjonsfeltet som er til stede nær horisonten til et sort hull gir opphav til tidekrefter som er såpass store at de kan rive fra hverandre partikkel-antipartikkel-paret. Det sorte hullet må gjøre et arbeid på partiklene via gravitasjonsfeltet for å rive disse fra hverandre. Dette arbeidet tilsvarer energien som det sorte hullet mister til den unnslippende partikkelen.

Ok.

Så det skjer ikke stort med partikkelen som blir "slukt", det er selve hullet som mister energi? Partikkelen som går innover beholder mesteparten av energien sin?

[Mann 42]

Det er ikke snakk om at energi overføres fra den ene partikkelen til dens antipartikkel. Energien overføres fra selve det sorte hullet til den unnslippende partikkelen via gravitasjonsfeltet. Det simplistiske bildet er at det ekstremt sterke gravitasjonsfeltet som er til stede nær horisonten til et sort hull gir opphav til tidekrefter som er såpass store at de kan rive fra hverandre partikkel-antipartikkel-paret. Det sorte hullet må gjøre et arbeid på partiklene via gravitasjonsfeltet for å rive disse fra hverandre. Dette arbeidet tilsvarer energien som det sorte hullet mister til den unnslippende partikkelen.

Hva er det med den unnslippende partikkelen som gjør at den unnslipper? Er det variasjoner i gravitasjonsfeltet, eller er det egenskaper ved partikkelen? Eller noe helt tredje?

[ilcrappo]

Hva er det med den unnslippende partikkelen som gjør at den unnslipper? Er det variasjoner i gravitasjonsfeltet, eller er det egenskaper ved partikkelen? Eller noe helt tredje?

Partiklene skapes utenfor det sorte hullets hendelseshorisont. Derfor kan de unngå å forvinne ned i hullet dersom de tilføres tilstrekkelig med energi. Dersom partikkel-antipartikkel-paret skapes tilstrekkelig nær horisonten, og den gravitasjonelle akselerasjonen er såpass stor at tiden det tar for en partikkel å falle innenfor horisonten er mindre enn den typiske vakuum-annihilasjonstiden, vil en av partiklene ha tilstrekkelig med tid på seg til å forsvinne inn i det sorte hullet før den rekker å annihilere med sin partner. Energien som dens partner nødvendigvis må få overført for å bevare den totale energien vil være tilstrekkelig til at den unnslipper det sorte hullets gravitasjonsfelt.

Det er ikke strengt nødvendig at partikkel-antipartikkel-paret dannes utenfor det sorte hullets horisont. Dersom de dannes like innenfor så kan fremdeles en av partiklene unnslippe via såkalt kvantetunnelering gjennom horisonten.

[ilcrappo]

Oi hehe nå føler jeg meg dum.......................

Hva studerer du?

Er det meg denne er ment for? Jeg er ferdig med studiene så svaret blir vel ingenting Men jeg studerte teoretisk fysikk.

[ilcrappo]

Ok.

Så det skjer ikke stort med partikkelen som blir "slukt", det er selve hullet som mister energi? Partikkelen som går innover beholder mesteparten av energien sin?

Partikkelen som faller innenfor horisonten blir en del av det sorte hullet.