電子書籍の厳選無料作品が豊富!

物理素人です。

ホーキング放射は、ブラックホール事象の平面近くで対生成が生じた際、片方の粒子がブラックホールに落ち、もう片方が放射される(熱放射)、という理解をしています。この放射により、ブラックホールはエネルギーを失っていくと。

ここで生じる疑問が、なぜブラックホールの外に放射された熱が、ブラックホールのエネルギーとして放射されるのでしょうか?対生成はブラックホールのエネルギーで生じるのでしょうか?それとも、ブラックホールに落ちた粒子が負のエネルギー(あり得る?)として働くのでしょうか?

どなたかお詳しい方、どうかご教示お願いいたします。

A 回答 (4件)

通常、エネルギーは正の値しか取れません。

不確定性原理に反しない短い時間、真空からいわばエネルギーを借りて対生成が起き、対消滅によってエネルギーを返すわけです。それが、真空の安定性を保証し、勝手に物質が作られたり、消滅したりしないこの世の安定性を担保しています。

ブラックホールでは、事象の地平線で時間が止まり、時間方向の保存量であるエネルギーが、ブラックホール内でマイナスの値を取れるようになる。エネルギーがマイナスの値を取れれば、もはや対生成を起こすために真空から借りたエネルギーを返すために、地平線の外の物質と対消滅しなくても、エネルギー保存の法則が保たれる。結果、負のエネルギーにより、ブラックホール内部のエネルギーは減り、地平線外に残された粒子は正のエネルギーを得て、飛び出していく・・・。
    • good
    • 3
この回答へのお礼

より掘り下げたアドバイスをくださいまして大変ありがとうございます。

なんとなくわかった気にはなったのですが、幾つか私にはまだわからない表現についても、調べながら理解していきたいと思います。

>不確定性原理に反しない短い時間
→不確定性原理は時間の長さによって適用/不適用があることについて

>真空からエネルギーを借りて
→空間がエネルギーを保持している?ことについて

>真空の安定性
→真空の安定性とは何か?不安定になるとどうなるのか?その原因は?

>時間方向の保存量であるエネルギー
→エネルギーは時間依存的?なのか

>(エネルギーが)ブラックホール内でマイナスの値を取れるようになる
→時間がとまるとなぜエネルギーは負になるのか

お礼日時:2016/02/23 17:45

正のエネルギーが外へ、負のエネルギーが内部へ、これでブラックホールはエネルギーを失うことになります。

相対論とは相性の悪い、量子力学レベルでの考察です。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

そうですよね。負のエネルギーが蓄積すれば、いずれブラックホールも消滅しますよね。どんな原理なのか興味があります。キーワードとして、対生成、時間の停止、事象の地平線で粒子がエネルギーが負の値を取れる、などとても参考になることをみなさまからのご回答で得られることができています。大変感謝です。

お礼日時:2016/02/23 17:48

記憶が正しければ、反粒子の寿命が短く、ブラックホールの事象平面近傍で真空から生成された粒子がトンネルしてブラックホールから切り離される。


対称性の破れで反粒子のトンネルが少ないとかなんとかと、どこかの本に書いてあったような…
    • good
    • 0
この回答へのお礼

なるほど。
「対称性の破れ」がキーワードになってくるんですね。
ありがとうございます。参考にさせていただきます。

お礼日時:2016/02/14 12:56

対生成すれば、当然正のエネルギーが放射されれば中には負のエネルギーの反粒子が残される。



残された反粒子はブラックホール内の正のエネルギー粒子とぶつかって対消滅する。
    • good
    • 2
この回答へのお礼

早速のご回答ありがとうございます。

やはりそうですよね。
ただ、放射/落下するのが、逆の場合もあるかと思います。
つまり、粒子が落下し、反粒子が放射される。

周辺で起こる数多くの対生成で、
ブラックホールへ落下する粒子/反粒子の量がもし同じなら、
エネルギーは±0になったりしないのでしょうか?
それともどちらかに偏りがあるのでしょうか?

追加の質問ですみません。。
よろしくお願いいたします。

お礼日時:2016/02/14 12:41

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!