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对黑洞的几个困惑

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1,先看史瓦西解
如果一个物体A掉入黑洞,那么在外部静态观者看来的情况是,这个物体永远也不会掉进去,并且将渐渐“冻结”在世界面上,无限红移,但是这个物体可以在很短的固有时内进入黑洞内部,并且发生hawking辐射,因为hawking辐射是求解视界面附近的波解,所以被视界面散射的粒子的确可以飞出来并被观测到,因此就形成了这么个情况,一方面,我们看到物体A永远也没有掉入黑洞内部,另一方面我们却可能接收到来自黑洞内部A的能量(辐射),这该怎么理解?
2,接着上面的史瓦西解
史瓦西解是一个静态解,现在的问题是,当有物体掉进去的时候,在外部观者看来,这个物体永远掉不进去,所以史瓦西解适用,但是对延拓的坐标系,物体掉进去了,所以非静态,史瓦西解不适用,那么这样看来,当我们看到一个物体掉落黑洞视界面时,到底该不该认为应该换非静态解?
3,因为外部观者认为物体A没有掉入黑洞内部,所以视界半径不变,这是很明显的静态解,但是如果不认为是静态,那么视界半径变化,我想问的是这种变化对外部观者来说会有怎样的描述,我的意思是可能物体A掉落这个事件会使得史瓦西解不成立,在另一种解中,物体掉入,使得视界半径增大,从而淹没掉原先“冻结”在原视界面上的物体A,使得在这种新解中外部观者的确会看到物体A消失掉的现象,这样就不会出现1中情况。
4,如果认为3中所说的解应该是vaidiya解,由于该解一开始就是采用爱丁顿坐标表出,我们可以得出视界半径随v的变化,我想知道的是如何转化为外界观者描述,即视界半径随外界观者坐标时t的变化。
5,hawking radiation是在视界面上附近求解各种场方程,并延拓到视界面内外,从而得出散射振幅,求得黑洞温度,而unruh effect乃是真空坐标变换导出的效应,应该视为局域效应,只不过恰好在lindler视界上得出一致的结果。怎么理解说hawking 辐射跟unruh效应具有相同的本质。


1楼2012-11-14 21:44回复
    @ENGINEER波
    @cloudk
    @inempty


    2楼2012-11-14 21:50
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      等等。。。
      来贴吧的时间不是很长。。。


      3楼2012-11-14 21:51
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        这个问题我也一直没搞清楚,同问。


        4楼2012-11-14 22:00
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          史瓦西解在视界内应该不是静态的吧?


          IP属地:北京5楼2012-11-14 22:19
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            个人理解
            1.对远处的观测者来说,不止物体永远都进入不了黑洞,而且黑洞一开始就根本不会形成。远处的观测者观测到的黑洞就是一颗不断坍缩的中子星,中子星中的物质一直都在这个宇宙中存在着,没有被压缩成一点。
            中子星外围的真空被中子星强大的引力场“极化”,本来零能量的真空被“极化”成空间上分离的两部分,负能量的一部分被中子星吸引并与中子星的部分物质中和为零能量的真空,正能量的部分被中子星排斥并以霍金辐射的形式抵达远处的观测者这里
            2.史瓦西解和观测者以及坐标系延拓没啥联系吧,如果下落物体的引力不可忽略就不能用史瓦西解,否则就还可以用
            3.史瓦西解处理不了动态引力场,
            对于远处的观测者来说,下落的物体就是落向正在坍缩中的中子星而已,没有什么特别的现象
            4和5不知道


            6楼2012-11-14 22:32
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              1:纯经典的书上有,但竟然说到了Hawking辐射,怕是这个不能用了。我不知道问题里这种考虑了一点量子的过程有没有人讨论过。
              2:坐标系是任意的。用哪个看你处理的问题是怎样的,哪个方便用哪个。比如这里物体落入黑洞,外部观者观察的过程。你用Schwarzchild,Eddington,Kruskal坐标都会有同样的结果。我个人偏好用Kruskal,觉得这样看更清楚。说白了就是一个喜好问题
              除非你考虑物体落入视界后怎么样的问题,Schwarzchild就会因为没有覆盖到那个区域而用不上
              3:就是“检验粒子”的问题。比如普通物理里面考虑带电粒子在静电场中的运动,那个“带电粒子”默认为检验电荷,就是它自身对电场的影响可以忽略。更细致的情况当然是考虑上检验粒子的“反作用”,那就看你的问题了。
              4:找个合适的坐标系
              5:这又是一个涉及量子的问题。第一:因为两者结果像得不能再像,就有人忍不住猜这两种效应的实质是一样的;第二:真欧人用一样的方法推出这两个效应,支持了第一点;第三:这到底是不是一样,暂且没有很确切的答案,说不定深层次的量子引力里就是一样的。目前来看,“一样”也仅在于固定背景的时候一样,考虑到辐射对时空的反作用就难说了


              7楼2012-11-14 23:50
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                就说3吧:“
                ,在另一种解中,物体掉入,使得视界半径增大,从而淹没掉原先“冻结”在原视界面上的物体A,使得在这种新解中外部观者的确会看到物体A消失掉的现象,这样就不会出现1中情况
                就经典的情况来看,这句话是错的
                1:视界的定义依赖于“整个时空”
                2:这样的说法相当于物体下落前是一个Schwarzchild时空,下落后是另一个Schwarzchild时空
                1跟2搅在一起,不合理
                然后也别那么快到问题4
                物体下落“冻结”这种现象在奥本海默解里也成立的


                8楼2012-11-15 00:18
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                  物体形象“冻结”在视界面上的说法不是一种以静态解为前提的结论
                  是这个物理过程就是这样的,用Kruskal这个更完备的坐标都有这个结论


                  9楼2012-11-15 00:21
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                    其实任何事件视界,应该都会有这种“冻结”的图像的


                    10楼2012-11-15 00:26
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                      楼主的问题, 赵峥书上 似乎 有谈过。《黑洞与弯曲时空》第6章“黑洞附近的量子效应与热效应”。
                      抱歉,具体数学不好,完全 一点都看不懂……。
                      一开始用自旋为0的标量粒子 什么克莱因高登方程,及什么史瓦西球对称性,把波函数分离变量得到粒子运动径向方程,然后再做什么乌龟变换……
                      过程完全看不懂,结论是说粒子在视界附近运动,在无穷远处观察者来看都与静止质量为0的粒子相仿。
                      黑洞外部相当于一个势垒,势垒对射入和射出黑洞的粒子有反射和透射,导致黑洞和反射系数和透射系数,在无穷远的观测者来看黑洞不是“黑体”而是一个既吸收又反射的“灰体”。而势垒是黑洞的附属物与黑洞基本属性无关……。 之后探讨了黑洞视界对不同自旋粒子的散射……


                      IP属地:湖北12楼2012-11-15 00:55
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                        粒子波函数在视界附近无穷次振荡振幅缩减为一个穿透系数。反粒子穿透黑洞衰减为:
                        exp(-4πGME/hc^3) ( h为h bar)
                        用入射流量乘以穿透概率才是粒子出射流量……


                        IP属地:湖北14楼2012-11-15 23:25
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