Hawkingstraling en de afname van massa bij zwarte gaten

[Car1ll]

Hallo iedereen,

Ik ben nieuw op dit forum en ik heb speciaal voor mijn profielwerkstuk een profiel aangemaakt.

De site was al wel bij mij bekend en nu heb ik mij maar aangemeld.

Zoals de titel waarschijnlijk doet vermoeden gaat mij werkstuk over zwarte gaten.

Er is nu een vraag waar ik geen zeker antwoord op heb en ik vroeg me af of jullie er een antwoord op hebben.

De massa van zwarte gaten neemt naar verloop van tijd af en deze massa wordt volgen E=mc^2 omgezet in straling, dus energie. Hoe dit gebeurt wordt opgelost met relatieve deeltjes. Volgens de onzekerheidsrelatie van Heisenberg kan er zomaar een deeltje en een antideeltje ontstaan uit niets zolang die deeltjes elkaar annihileren. Dan is er weer evenveel materie en energie als eerst.

Als zo'n relatief deeltjespaar ontstaat op de grens van een zwart gat kan het zo zijn dat een van de deeltjes naar het zwarte gat toe valt en het andere niet. Het andere deeltje kan worden waargenomen buiten het zwarte gat als straling. (hawkingstraling)

Het punt is dat er nergens staat vermeld wat er gebeurt met de tegenhanger van het uitgestraalde deeltje. Is het zo dat er in het zwarte gat zowel antimaterie als materie is en dat zo het deeltje dat naar het zwarte gat wordt getrokken opgeheven wordt samen met een deeltje met dezelfde massa als het uitgestraalde deeltje of is er een andere oplossing? De bovenstaande oplossing zou ik toch weer raar vinden aangezien de deeltjes in het zwarte gat zelf zich dan toch allang geanihileerd zouden hebben.

Laat weten wat jullie weten/denken dan kan ik deze vraag misschien beantwoorden.

Bedankt,

Carl

[thermo1945]

Hoe dit gebeurt wordt opgelost met relatieve deeltjes.

Je bedoelt waarschijnlijk relativistische deeltjes.

Het punt is dat er nergens staat vermeld wat er gebeurt met de tegenhanger van het uitgestraalde deeltje.

Als je veronderstelt, dat een zwart gat uit gewone materie bestaat, bedoeld is geen antimaterie, dan zal het resterende antideeltje binnen het zwarte gat geannihileerd worden.

Als het overblijvende deeltje (gewone) materie is, dan absorbeert het zwarte gat hem probleemloos.

[mathfreak]

Je bedoelt waarschijnlijk relativistische deeltjes.

Volgens mij worden er virtuele deeltjes bedoeld.

[Car1ll]

Pardon ik bedoelde virtuele deeltjes.

Als het overblijvende deeltje (gewone) materie is, dan absorbeert het zwarte gat hem probleemloos.

Maar het punt is dat de massa van het zwarte gat dan niet afneemt en dan zou het geen oplossing zijn voor mijn probleem.

Dan zou de massa van het zwarte gat toenemen en het zou een deeltje uitstralen.

Carl

[thermo1945]

Maar het punt is dat de massa van het zwarte gat dan niet afneemt en dan zou het geen oplossing zijn voor mijn probleem.

Dan zou de massa van het zwarte gat toenemen en het zou een deeltje uitstralen.

De massa vd twee deeltjes komt uit het zwarte gat. Eén deeltje ontsnapt. Dan neemt de massa van het zwarte gat af.

[Rudeoffline]

Ik moet zeggen dat ik ook altijd wat problemen heb gehad met deze populaire uitleg; het proces is me nog steeds niet helemaal duidelijk. Het staat in elk geval in Wald, misschien dat ik dat er binnenkort es bijpak en mijn bevindingen hier neerzet :eusa_whistle:

[Car1ll]

Car1ll schreef (op 22 October 2009, 19:17):

Maar het punt is dat de massa van het zwarte gat dan niet afneemt en dan zou het geen oplossing zijn voor mijn probleem.

Dan zou de massa van het zwarte gat toenemen en het zou een deeltje uitstralen.

De massa vd twee deeltjes komt uit het zwarte gat. Eén deeltje ontsnapt. Dan neemt de massa van het zwarte gat af.

Maar de massa van die twee deeltjes komt toch helemaal niet uit het zwarte gat, deze deeltjes zouden uit niets ontstaan wat volgens de onzekerheidsrelatie van Heisenberg mogelijk is. Maar normaal gesproken heffen deze twee deeltjes elkaar al op zodat er geen energie/massa uit niets bij komt ten opzichte van de beginsituatie.

Nou alvast bedankt voor de moeite Rudeoffline,

Carl

[thermo1945]

Maar de massa van die twee deeltjes komt toch helemaal niet uit het zwarte gat ...?

Niet als massa maar als energie: E = mc².

[Car1ll]

Hallo, ik ben weer terug.

Bedankt al voor alle antwoorden maar hoe komt die energie uit het zwarte gat naar het punt waar het deeltjespaar op een afstand van de Schwarzschildstraal gevormd wordt.

Straling kan namelijk niet van de massa in het middelpunt naar de rand van het zwarte gat komen.

Wat voor soort energie komt dan van het middelpunt naar het deeltjespaar.

Het vormen van het deeltjespaar op de rand hoort toch juist een oplossing te zijn voor dit probleem.

[317070]

Het vormen van het deeltjespaar op de rand hoort toch juist een oplossing te zijn voor dit probleem.

Ik ben geen expert terzake, maar ik dacht dat het er zo uitzag:

De energie verplaatst zich in de vorm van creatie van nieuwe deeltjes die eventjes verder weer omgezet worden in niets.

In het kort: er vormt zich op een zeer kleine afstand van de kern 2 deeltjes omwille van Heisenberg. 1 van beide valt naar de kern alwaar het wegreageert met een ander deeltje, het andere doet hetzelfde met een deeltje dat nog wat verder van de kern gecreëerd is. Bij het creatie van dat deeltje is er nog een deeltje gemaakt, dat wegreageert met een deeltje dat nog wat verder van de kern gecreëerd was.

Deze vorm van 'straling', hawkingstraling, zou dus geen last hebben van de extreme gekromdheid van de ruimte. En als je de energiebalans aan de rand van het zwart gat en de kern opmaakt, zie je dat er in de kern een deeltje geannihileerd is, en er net buiten de schwarzildstraal toch een deeltje ontsnapt is.

Echter, dit is typisch zo'n theorie waarvoor je zowel quantumfysica en relativiteitstheorie nodig hebt. Deze zijn nog niet verenigd, en dus zijn zulke dingen nog altijd een beetje onzeker. De clue zit hem een beetje in het feit dat de quantumfysica geen lokaal-realistische theorie is, en dat causaliteit in de klassieke betekenis niet helemaal opgaat. Hierdoor zou er zich toch energie 'sneller dan het licht' kunnen verplaatsen (niet echt sneller, want het is niet echt 1 deeltje, en het is enkel zijn voorgestelde ontsnappingssnelheid die sneller zou zijn).

De truc zit hem in de vraag of er via dit mechanisme informatie uit het gat ontsnapt of niet. Het laatste wat ik daarvan hoorde was dat Hawking in het ongelijk ontsnapt was, en dat er wel degelijk volledige informatie ontsnapte, maar op zo'n manier dat slechts na volledige verdamping de informatie interpreteerbaar wordt. Maar vraag me niet waarom :eusa_whistle:

[Car1ll]

De vraag of er informatie ontsnapt uit het zwarte gat is voor mij niet belangrijk, dit gebeurt volgens mij overigens niet.

Je antwoord geeft me niet veel duidelijkheid, als dat deeltjespaar i.p.v. op de rand van het gat bij de kern zou ontstaan hoe kan dan één van die deeltjes ontsnappen en na ontsnapping opeens wel weer aan de wetten van de natuur kunnen voldoen en opeens niet meer sneller dan het licht gaan.

Hoe kom je erbij dat deze straling geen last zou hebben van de gekromdheid van de ruimte laat staan de enorme aantrekkingskracht van het zwarte gat waaruit juist ook licht niet kan ontsnappen?

Ik snap dat de wetten van de quantumfysica en relativiteitstheorie niet op het zelfde moment door dezelfde persoon zijn opgesteld maar ze zijn wel in elkaar verweven.

Wel bedankt voor de reactie, ik hoor het graag als iemand nog ideeën heeft.

De vraag blijft wat ervoor zorgt dat de energie uit het midden van het zwarte gat bij de grens van het zwarte gat komt.

Als iemand een compleet andere maar wel volledige oplossing heeft voor het probleem, laat het dan even weten.

Iedereen alvast bedankt, Carl