Мембранная парадигма
 | Эта статья включает список литературы , связанную литературу или внешние ссылки , но ее источники остаются неясными, поскольку в ней отсутствуют встроенные цитаты . ( Июль 2018 г. ) |
В черных дыр теории парадигма мембраны черной дыры представляет собой упрощенную модель, полезную для визуализации и расчета эффектов, предсказанных квантовой механикой для внешней физики черных дыр, без использования квантово-механических принципов или расчетов. Он моделирует черную дыру как тонкую, классически излучающую поверхность (или мембрану черной дыры или исчезающе близко к нему ) на горизонте событий . Этот подход к теории черных дыр был создан Кипом С. Торном , Р. Х. Прайсом и Д. А. Макдональдом.
Электрическое сопротивление
[ редактировать ]Торн (1994) сообщает, что этот подход к изучению черных дыр был вызван осознанием Ханни, Руффини , Уолдом и Коэном в начале 1970-х годов того, что, поскольку электрически заряженная частица, упавшая в черную дыру, все еще должна казаться отдаленному наблюдателю остающейся сразу за горизонтом событий, если его изображение сохраняется, его линии электрического поля также должны сохраняться и должны указывать на местоположение «замороженного» изображения (1994, стр. 406). Если черная дыра вращается, а изображение гранулы растягивается, связанные с ней линии электрического поля должны тянуться вместе с ней, чтобы создать основные эффекты «электрического динамо» ( см. Теорию динамо ).
Дальнейшие расчеты выявили такие свойства черной дыры, как кажущееся электрическое сопротивление (стр. 408). Поскольку эти свойства линий поля, казалось, проявлялись вплоть до горизонта событий, а общая теория относительности настаивала на том, что никакие внешние динамические взаимодействия не могут распространяться через горизонт, было сочтено удобным изобрести поверхность на горизонте, которой, как можно было бы сказать, принадлежали эти электрические свойства. .
Излучение Хокинга
[ редактировать ]После внедрения для моделирования теоретических электрических характеристик горизонта мембранный подход был затем использован для моделирования эффекта излучения Хокинга, предсказанного квантовой механикой .
В системе координат удаленного стационарного наблюдателя излучение Хокинга обычно описывается как квантово-механический эффект образования пар частиц (с участием виртуальных частиц ), но для стационарных наблюдателей, находящихся ближе к дыре, эффект должен выглядеть как чисто обычный радиационный эффект с участием реальных частиц [ почему? ] . В мембранной парадигме черная дыра описывается такой, какой ее должен видеть массив этих стационарных, подвешенных неинерциальных наблюдателей, и поскольку их общая система координат заканчивается на горизонте событий (поскольку наблюдатель не может юридически зависать на горизонте событий или ниже него). Согласно общей теории относительности, это традиционно выглядящее излучение описывается как испускаемое произвольно тонкой оболочкой из горячего материала на горизонте событий или чуть выше него, где эта система координат не работает.
Как и в случае с электричеством, мембранная парадигма полезна, поскольку эти эффекты должны проявляться вплоть до горизонта событий, но ОТО не позволяет им проходить через горизонт – приписывание их гипотетической тонкой излучающей мембране на горизонте позволяет Их следует моделировать классически, не противореча явно предсказанию общей теории относительности о том, что поверхность горизонта событий неизбежна.
В 1986 году Кип С. Торн , Ричард Х. Прайс и Д. А. Макдональд опубликовали антологию статей различных авторов, исследовавших эту идею: «Черные дыры: мембранная парадигма» .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- Прайс, Ричард Х. и Торн, Кип (1988). «Мембранная парадигма для черных дыр». Научный американец . 258 (4): 69–77. Бибкод : 1988SciAm.258d..69P . doi : 10.1038/scientificamerican0488-69 .
- Леонард Сасскинд , «Черные дыры и информационный парадокс», Scientific American , апрель 1997 г. ( обложка ). Также перепечатано в специальном выпуске «Грань физики».
- Кип С. Торн , Р. Х. Прайс и Д. А. Макдональд (ред.) «Черные дыры: мембранная парадигма» (1986)
- Торн, Кип , Черные дыры и искажения времени: возмутительное наследие Эйнштейна , WW Norton & Company; Репринтное издание, 1 января 1995 г., ISBN 0-393-31276-3 , глава 11, стр. 397–411.
