ब्लैक होल / हॉकिंग विकिरण: केवल एंटी-कण पर कब्जा क्यों?


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मेरे यहाँ कुछ गलतियाँ हो सकती हैं। यदि हां, तो उन पर ध्यान केंद्रित न करें। बस अपने प्रश्न के सामान्य जोर पर ध्यान केंद्रित करें।

मैं "समझ" (खाँसी) करता हूं कि कण / विरोधी कण जोड़े अंतरिक्ष में अनायास बनते हैं। मैं समझता हूं कि वे एक ब्लैक होल के घटना क्षितिज के पास बन सकते हैं, और यह कि एक कण अंदर गिर सकता है, जहां अन्य कण मुश्किल से बच सकते हैं। मैं समझता हूं कि एक कण के साथ एक विरोधी कण विलोपित हो जाएगा। मुझे समझ में नहीं आता है कि केवल इन आभासी कण जोड़े के विरोधी कण ब्लैक होल में क्यों गिरते हैं, जबकि अन्य केवल भागने का प्रबंधन करते हैं। कण और एंटी-कण दोनों को समान रूप से गिरने के लिए एक होने का मौका नहीं होना चाहिए या केवल भागने का प्रबंधन करना चाहिए?

ऐसा लगता है कि कण या विरोधी कण के बराबर मौका होना चाहिए, जबकि दूसरे को "निष्कासित" किया जाएगा। तो ऐसा लगता है कि ब्लैक होल कुछ हद तक स्थिर स्थिति में होना चाहिए, जहां तक ​​कि आभासी कणों के संबंध में बड़े पैमाने पर परिवर्तन होते हैं।

के बारे में बताएं?


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आपका आधार गलत है। कण प्रकार से कोई फर्क नहीं पड़ता कि द्रव्यमान जोड़ा जाता है या हटाया जाता है।
यह

मैंने सोचा था कि एंटी-कण ब्लैक होल के अंदर "सामान्य" द्रव्यमान के साथ विनाश कर रहा था? नहीं?
user3355020

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मैंने उम्र के लिए यह सोचा है।
क्रिस वॉल्श

जवाबों:


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मैंने सोचा था कि एंटी-कण ब्लैक होल के अंदर "सामान्य" द्रव्यमान के साथ विनाश कर रहा था? नहीं?

नहीं। पहले, दोनों कणों और विरोधी कणों में "सामान्य" द्रव्यमान होता है (क्या उन्हें पहली जगह में द्रव्यमान होना चाहिए) और "सामान्य" (सकारात्मक) ऊर्जा। उनके बीच का अंतर या तो सम्मेलन का विषय है या यह सवाल है कि ब्रह्मांड में किस प्रकार का आम है। इसके अलावा, विशिष्ट द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के लिए, हॉकिंग विकिरण का थोक फोटॉन से बना होगा, जो ठीक से बोल रहा है, जिसमें एंटी-कण भी नहीं हैं, हालांकि कोई यह भी कह सकता है कि वे अपने स्वयं के विरोधी कण हैं।

कण और एंटी-कण दोनों को समान रूप से गिरने के लिए एक होने का मौका नहीं होना चाहिए या केवल भागने का प्रबंधन करना चाहिए?

हाँ, और अज्ञात लोग करते हैं। एक छोटा ब्लैक होल न्यूट्रिनो और एंटी-न्यूट्रिनो दोनों को विकीर्ण कर देगा, यह मानते हुए कि सभी न्यूट्रिनो बड़े पैमाने पर हैं (अन्यथा, सभी ब्लैक होल पहले से ही ऐसा करेंगे), और एक पर्याप्त रूप से छोटा (और इस तरह पर्याप्त रूप से गर्म) एक इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन दोनों को विकीर्ण करेगा। मोटे तौर पर, एक ब्लैक होल बड़े पैमाने पर कणों की गैर-नगण्य मात्रा को विकीर्ण कर देगा, जब ब्लैक होल का तापमान कण के द्रव्यमान के क्रम पर या अधिक से अधिक, प्राकृतिक इकाइयों में होता है।

ऐसा लगता है कि कण या विरोधी कण के बराबर मौका होना चाहिए, जबकि दूसरे को "निष्कासित" किया जाएगा।

सही है, एक मामूली अपवाद के साथ कि यदि गर्म ब्लैक होल में विद्युत आवेश होता है, तो यह एक ही संकेत के कणों को विकीर्ण करने की अधिक संभावना है।

तो ऐसा लगता है कि ब्लैक होल कुछ हद तक स्थिर स्थिति में होना चाहिए, जहां तक ​​कि आभासी कणों के संबंध में बड़े पैमाने पर परिवर्तन होते हैं।

यदि एक कण या एक विरोधी कण एक ब्लैक होल में गिर जाता है, तो इसका द्रव्यमान बढ़ जाएगा। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता। मौलिक रूप से, हॉकिंग विकिरण का "कारण" यह है कि क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत में वैक्यूम राज्य सबसे कम ऊर्जा की स्थिति है, लेकिन विभिन्न पर्यवेक्षक इस बात से असहमत हो सकते हैं कि कौन सा राज्य वैक्यूम है। इस प्रकार, चूंकि कण वैक्यूम के शीर्ष पर उतार-चढ़ाव होते हैं, वे इस बारे में असहमत हो सकते हैं कि क्या कण हैं या नहीं।

मुझे नहीं लगता कि ऊर्जा संरक्षण के लिए कुछ राउंडअबाउट अपील को छोड़कर "एंटीप्रार्टल फॉल्स" कहानी को ठीक करने का एक अच्छा तरीका है: यदि भागने वाला कण वास्तविक है और सकारात्मक ऊर्जा है, तो जो गिरना चाहिए उसमें नकारात्मक ऊर्जा है, और होगा इसलिए ब्लैक होल के द्रव्यमान को कम करें। दुर्भाग्य से, यह केवल दिखाता है कि स्थिति के अनुरूप होने के लिए क्या होना चाहिए, न कि यह वास्तव में होता है।

हालांकि सामान्य सापेक्षता के कुछ ज्ञान के साथ, कोई इसे थोड़ा और प्रेरित कर सकता है - उदाहरण के लिए, श्वार्ज़चाइल्ड ब्लैक होल के लिए, एक किलिंग वेक्टर फ़ील्ड द्वारा दी गई ऊर्जा संरक्षण है, जो कि क्षितिज पर टाइमलैक से स्पेसेलिक तक जाती है - इसलिए बाहरी क्या पर्यवेक्षक समय / ऊर्जा को ब्लैक होल के अंदर स्थान / संवेग मानता है, और गति को नकारात्मक होने की अनुमति है।


मैं आपके उत्तर को बहुत अच्छी तरह से नहीं समझता, लेकिन आपके सभी सबसे पहले: क्या आप कह रहे हैं कि एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन एक दूसरे का सत्यानाश नहीं करते हैं?
Py-ser

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@ Py-ser: मैं यह कह रहा हूं कि जबकि एक इलेक्ट्रॉन एक पॉज़िट्रॉन एक-दूसरे का सत्यानाश कर सकता है, जिसका हॉकिंग विकिरण के माध्यम से एक ब्लैक होल बड़े पैमाने पर घटने के साथ कुछ नहीं करना है। ब्लैक होल के अंदर एक काल्पनिक कण / एंटीपार्टिकल एनालाइजेशन द्रव्यमान को कुछ नहीं करेगा, क्योंकि दोनों में सकारात्मक ऊर्जा है। आप इस प्रक्रिया के संबंध में एंटीपार्टिकल्स को कुछ विशेष मान रहे हैं, लेकिन यह एक गलती है। एक बेहतर (हालांकि थोड़ा सा हाथ) जो भी कण अंदर गिरता है, उसमें नकारात्मक ऊर्जा होती है। अनंत पर एक पर्यवेक्षक के लिए। यह m / am सर्वनाश से पूरी तरह से अलग है।
स्टेन लीउ

धन्यवाद @StanLiou, तो आपने इस गलतफहमी को स्पष्ट कर दिया है कि मैं और ओपी दोनों ही बने हैं। इसलिए पदार्थ और एंटी-मैटर दोनों में सकारात्मक द्रव्यमान / ऊर्जा होती है, जिनमें से क्वांटम उतार-चढ़ाव से बहुत अस्थायी रूप से उधार लिया जाता है। तो जब कणों में से एक में गिरता है तो -ve ऊर्जा कहां से आती है?
क्रिस वॉल्श

@ChrisWalsh मुझे लगता है कि यह ब्लैक होल के द्रव्यमान में कमी से आता है। लेकिन एक बात जो अभी भी मेरे दिमाग में स्पष्ट नहीं है - क्या यह उत्तर यह कह रहा है कि एक (छोटा पर्याप्त) ब्लैक होल समान रूप से पदार्थ और एंटी-मैटर को विकीर्ण करता है, या यह एक तरफ़ा या दूसरा तरीका है?
माइकल

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सबसे पहले, मैं इंगित करना चाहता हूं और @ user83692435 का उत्तर देना चाहता हूं जो पहले आया था और सही है। इस पर विस्तार:

एक आभासी कण / एंटी-कण जोड़ी की छवि बनाई जा रही है और फिर जोड़े में से एक को घटना क्षितिज द्वारा निगल लिया जा रहा है दूसरे को वास्तविक के रूप में छोड़ना एक सादृश्य है जो कि क्या हो रहा है की एक तस्वीर प्रदान करता है, लेकिन निश्चित रूप से सही नहीं है। लोकप्रिय लोग इसका उपयोग करना जारी रखते हैं क्योंकि वास्तव में जो चल रहा है वह बेहद जटिल है और आसानी से शब्दों में समझाने योग्य नहीं है। (और मैं कोशिश नहीं करूँगा!) लेकिन यहाँ इस विषय पर एक तकनीकी पेपर का लिंक दिया गया है

लेकिन शायद सरल स्पष्टीकरण के खिलाफ सबसे ज्यादा बताने वाला बिंदु यह है कि हॉकिंग विकिरण घटना क्षितिज से नहीं आता है जिसे सादृश्य की आवश्यकता होती है, लेकिन इसके बाहर अंतरिक्ष से!

हॉकिंग सादृश्य के खिलाफ एक दूसरा बिंदु यह है कि ब्लैक होल के संभावित कुएं में घटना क्षितिज काफी गहरा है। BH से बचने के लिए एक कण या फोटॉन के लिए (जिसे हॉकिंग विकिरण होना चाहिए) इसे BH से बचने के लिए पर्याप्त अतिरिक्त ऊर्जा के साथ बनाया जाना चाहिए - और BH को किसी वस्तु के बारे में सोचा जा सकता है जिसमें प्रकाश की गति से अधिक एक भागने का वेग होता है। Wimpy छोटे आभासी कण जो BH के लिए अपने साथी को खो देते हैं वे इसे कभी बाहर नहीं करेंगे।

यदि आप थोड़ा और गहरा खुदाई करना चाहते हैं, तो मैं सबाइन हॉसेनफेलर के ब्लॉग बैकरेक्शन की सलाह देता हूं जिसमें आगे की जानकारी के लिए कई लिंक के साथ एक लंबा पोस्ट है । Backreaction इन दिनों जा रहे ब्लॉगों को लोकप्रिय बनाने वाले सबसे महत्वपूर्ण भौतिकी में से एक है, महत्वपूर्ण भाग में क्योंकि Hossenfelder एक सक्रिय शोधकर्ता और एक अच्छा लेखक है।


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आपने हॉकिंग विकिरण का वर्णन करने के एक सामान्य (हालांकि खराब) तरीके को थोड़ा गलत समझा है। भौतिक विज्ञान के लोकप्रिय लोग कभी-कभी इसे कणों के एक जोड़े के रूप में वर्णित करते हैं, जिनमें से एक पदार्थ है और दूसरा नकारात्मक पदार्थ है। या जिनमें से एक एंटीमैटर है और दूसरा नकारात्मक एंटीमैटर है। तो आपका प्रोटॉन बच जाता है और आपका नकारात्मक पदार्थ-प्रोटॉन अवशोषित हो जाता है। या आपका एंटीप्रोटन बच जाता है और आपका नकारात्मक-एंटीमैटर-एंटीप्रॉटन अवशोषित हो जाता है। नकारात्मक पदार्थ (या नकारात्मक एंटीमैटर) ब्लैक होल को सिकोड़ता है।

हालांकि यह गैर-भौतिकविदों के लिए चीजों का वर्णन करने का एक सामान्य तरीका है, लेकिन यह इसका वर्णन करने का एक बुरा तरीका है। यह भ्रामक है क्योंकि यह आपके द्वारा उठाए गए सटीक प्रश्न का सुझाव देता है: नकारात्मक पदार्थ बाहरी रूप से क्यों नहीं उड़ता है, और पहले स्टार या ग्रह को हिट करता है? साथ ही, नकारात्मक मामले का कभी पता नहीं चला है। यह सोचने का कोई विशेष कारण नहीं है कि यह ब्लैक होल को समझने के लिए एक उपयोगी निर्माण है। (हालांकि अगर यह मौजूद था, तो आप वर्महोल को स्थिर करने के लिए इसका उपयोग करने में सक्षम हो सकते हैं, जो बहुत उपयोगी हो सकता है)।

वर्चुअल नकारात्मक कणों का सहारा लिए बिना, हॉकिंग विकिरण का वर्णन करना बेहतर है क्योंकि यहाँ अन्य उत्तर दिए गए हैं।


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"नकारात्मक-बात" - फिर क्या है?
एड्रिनमेकमिनामिन

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आभासी कणों के रूप में हॉकिंग विकिरण की यह व्याख्या और ब्लैक होल में गिरने वाला एक कण एक अधूरा है। स्टीफन हॉकिंग ने मूल रूप से सुदूर अतीत से दूर के भविष्य और अशक्त भू-भाग (प्रकाश का मार्ग) की यात्रा की कल्पना की थी। ब्लैक होल का निर्माण उस स्थान से गुजरने से ठीक पहले, जहां ब्लैक होल बनता है, एक ब्लैक होल बनता है। यह ऐसा करने वाला आखिरी जियोडेसिक है।
निर्वात खाली नहीं है। इसमें अनिश्चितता सिद्धांत के कारण कुछ कंपन होते हैं। यह निर्वात क्षेत्र कई आवृत्ति मोड से बना होता है। वे एक दूसरे का सत्यानाश करने वाले आभासी कण-विरोधी जोड़ी बनाते रहते हैं। विरोधी कण को ​​क्वांटम क्षेत्र में एक कंपन माना जा सकता है जिसमें नकारात्मक आवृत्ति होती है, अर्थात समय में वापस यात्रा करना। ब्लैक होल ने भूगर्भिक की कुछ आवृत्तियों को पारित कर दिया है। तो जियोडेसिक इसे शेष आवृत्तियों से फ़ील्ड बनाता है। और जैसा कि एंटी कण को ​​आवृत्ति के साथ कण के रूप में सोचा जा सकता है समय में पीछे की ओर यात्रा करने से इसकी आवृत्ति हमेशा ब्लैक होल से खो जाती है और क्षेत्र शेष आवृत्ति मोड से एक आभासी कण बनाता है।

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