问题请教
关于Hawking辐射，如果黑洞不存在事件视界，那么Hawking辐射就不会存在。
关于这一点，我始终没有理解透。有的文献以中子星为例来进行举例说明，以Killing矢量处处类时出发进行解释为何此时没有辐射，但是这种基于数学的解释，我仍然没有搞明白。
不知哪位可以从纯物理的角度，对此提供一种解释或者理解方式？谢谢！
| 新用户注册 | 用户登陆 | 回复 | 刷新 | 论坛嘉宾: 王连涛 |
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星空浩淼  发表文章数: 378 |
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星空浩淼 发表文章数: 378 |
补充一句：我希望看到的理解，不借助于真空涨落（例如虚的正反粒子对中的一个成员掉进黑洞、另一个成员逃离黑洞形成辐射）。教材上从数学的角度上解释没有事件视界就没有Hawking辐射时，没有涉及真空涨落这些。
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白色恶魔  发表文章数: 13 |
killing场类时其实已经挺物理了……
容易的解释大概可以说Hawking辐射是因为引力反常导致的，也就是说Hawking辐射用于反常抵消，而视界是单向膜才会导致引力反常。更详细地，killing视界是类光，相当于约化成2维，在2维可以计算得到引力反常(比如Bertlmann的Anomalies in Quantum Field Theory ch12)但是一般度规4维是没有的。
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星空浩淼 发表文章数: 378 |
谢谢楼上
你提到借助于引力反常给出的解释，在我看来就更复杂化了。 通过与Unruh effect进行对比，会不会给出更简单一点的理解？
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白色恶魔 发表文章数: 13 |
Hawking辐射可以这么理解，一个远处观察者的真空，一个在视界自由下落观察者的真空，视界的真空会凭空产生粒子，产生率取决于Bogoliubov系数。简单地，它可用通过WKB近似进行计算，比如Kraus和Wilczek关于幺正性的那篇文章，它取决于作用量S的虚部，作用量S的虚部计算一下就会发现是来自视界面上g00=0的留数定理，这样大概就可以证明只有有视界才有辐射了吧。
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星空浩淼 发表文章数: 378 |
嗯，看来多个不同角度去理解Hawking辐射，都会得出视界的存在，是形成Hawking辐射的一个前提条件。
例如借助于真空涨落来理解Hawking辐射（真空中虚的正反粒子对中的一个成员掉进黑洞、另一个成员逃离黑洞形成Hawking辐射），同样会看出视界的存在是必须的。 不过我还没有了解到，对于Hawking辐射，基于量子隧穿的解释，还需不需要事件视界的存在。如果这个解释是合理的，也应该需要事件视界的存在吧——即是否需要事件视界的存在，应该成为该解释是否合理的一个考核指标吧
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王连涛 发表文章数: 133 |
不明白为什么不愿意听从真空涨落出发的解释。这其实是真正physicist 的解释。如果没有horizon，真空涨落不可能有实粒子产生。
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星空浩淼 发表文章数: 378 |
不明白为什么不愿意听从真空涨落出发的解释。这其实是真正physicist 的解释。如果没有horizon，真空涨落不可能有实粒子产生。
------------------------------------------------- 1）是这样的，我的原始动机是试图从其他角度理解为何“没有事件视界就没有Hawking辐射”。从真空涨落出发的解释，当然是很好理解的。 2）具体说来，Hawking辐射的产生，可以从Unruh effect的角度来理解，此时无需借助于真空涨落。利用Killing矢量的类时性与类空性、场基本解的正频模式与负频模式在不同参照系中的异同，可以解释为何“没有事件视界就没有Hawking辐射”，对此，我想能不能给出其背后更直观的物理图像。也许这个解释本身就是物理图像，不存在背后更直观的了。
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星空浩淼 发表文章数: 378 |
如果没有horizon，真空涨落不可能有实粒子产生。
------------------------------------------ 我突然想到Schwinger effect，强电场可以导致真空极化，此时即是强电场使得真空中虚的正负电子对，变成实的正负电子对，正负电子分别聚于电场的两头。在这里，应该不存在视界吧？
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星空浩淼 发表文章数: 378 |
我明白了，引力相互作用只存在吸引力，跟电磁相互作用不同。因此引力相互作用中，要把虚的正反粒子对变成实的正反粒子对，必须需要视界
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Fantadox  发表文章数: 27 |
to 王连涛：
不明白为什么不愿意听从真空涨落出发的解释。这其实是真正physicist 的解释。如果没有horizon，真空涨落不可能有实粒子产生。 ———————————————————————————————————————— 引力坍塌形成的黑洞在远方观察者看来永远都没有形成真实的视界，这种情况下远方观察者可能在有限时间内观察到霍金辐射么？真空涨落的虚粒子在近乎形成视界的地方存在时间有没有可能被极大延长以至于每个粒子都有机会跟外界发生相互作用？总觉得真空涨落产生的辐射是否存在全0全1地依赖于是否有视界是很别扭的事情。  The road to hell is paved with good intentions.
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星空浩淼 发表文章数: 378 |
真空涨落的虚粒子在近乎形成视界的地方存在时间有没有可能被极大延长以至于每个粒子都有机会跟外界发生相互作用？
----------------------------- 固有时间会被什么机制极大延长呢？除非你能证明时能测不准关系在弯曲时空中有很大的修正
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星空浩淼 发表文章数: 378 |
引力坍塌形成的黑洞在远方观察者看来永远都没有形成真实的视界，
------------------------ 这个目前只是你的一家之言吧？
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Fantadox 发表文章数: 27 |
固有时间会被什么机制极大延长呢？除非你能证明时能测不准关系在弯曲时空中有很大的修正
————————————————————————————————————— 固有时间怎么可能有任何延长，我是问视界附近的曲率有没有可能将粒子对分离得足够远，以至于分离的时间足够长。 引力坍塌形成的黑洞在远方观察者看来永远都没有形成真实的视界， ------------------------ 这个目前只是你的一家之言吧？ ————————————————————————————————————— 这件事从1939年Oppenheimer和Snyder的论文开始就是公认的，跟我哪有任何关系。远方观察者根本不可能在有限时间内看到坍塌星体的视界形成，也看不到任何物体落入视界，这是标准的教科书内容。 The road to hell is paved with good intentions.
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dfj 发表文章数: 9 |
很想看到专家对Fantadox的那篇论文（不是帖子）的看法。
个人觉得很有意思，但是是在逻辑的意义上，而不是在物理的意义上。 粗略概括就是（若有错请指出）： 不管等多久，远方观测者都不会看到自由下落的物体掉入黑洞，但远方观测者却会在有限时间内看到黑洞消失。这就相当于说，黑洞会在其组成部分（掉落的物体）掉进去之前消失。 假设宇宙某个地方规定执行死刑的方式是把死刑犯扔进黑洞，那么，对于死刑执行者而言，死刑犯还没掉进黑洞，黑洞本身就已经消失了。像个悖论。死刑犯会捡回一条命吗？
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星空浩淼 发表文章数: 378 |
to Fantadox:
明白了。 虚的正反粒子对产生随即又湮灭，黑洞外面假定是真空，可能不存在你说的这种情形。 在实电子周围，存在你说的这种情况，例如负电子A周围的真空中，某一虚的正反电子对产生之后，虚电子对中的正电子与负电子A湮灭，虚电子对中的负电子就变成实电子，替代原来的电子A，这个不断地替换的过程，就是所谓的电子颤振（zitterbewegung）
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