Elmagyarázná nekem valaki a Hawking-sugárzás mivoltját?

Kevered a negatív energiát a negatív töltéssel. A fekete lyukba csak a negatív energiájú részecskék eshetnek be, mert éppen ettől negatív az energiájuk, hogy ők beesnek, a pozitív energiájúak meg elmennek a végtelenbe. Ettől még mindkettő lehet pozitív és negatív töltésű is.

Az információról szóló kavarás már szerintem csak spekuláció Hawking részéről is. Mint kiderült, ma már ő maga sem hisz a fekete lyukak létezésében.

Az a különbség, hogy ha a pozitív energiájú részecske beleesik, akkor a negatív is! Mivel ez alaphelyzetben csak rövid időre tud elszakadni a párjától.

Ha pedig a negatív esik bele, akkor nem biztos, hogy a pozitív is beleesik - így hosszabb távon mindenképpen csökken a tömeg.

nem igazán jó ez a részecske-antirészecske megnevezés, mert az antirészecskét másra használja a fizika. az antirészecske az az antianyag, itt azonban nem erről van szó.

virtuális részecske pár keletkezik amelyek összes energiája nulla. (anyag-antianyag esetben az összes energia nem nulla) azaz keletkezik egy normál (pozitív energiájú, anyag vagy antianyag) és keletkezik egy ellen-részecske (negatív energiájú, anyag vagy antianyag).

na most, a negatív energiájú részecskék elég hülyén viselkednek, többek között jóval nagyobb valószínűséggel zuhannak bele a fekete lyukba, mint a normál részecskék. ezért aztán (statisztikusan) energia távozik a fekete lyukból. (technikailag negatív energia áramlik bele)

maga a Hawking-sugárzás azonban nem maguk a megmaradó részecskék, hanem egyenlő arányban keletkeznek anyag és antianyag virtuális részecske párok, azaz egyenlő arányban maradnak meg normál anyag és antianyag részecskék, aztán ezek találkoznak össze és semmisülnek meg energiakibocsátás (gamma foton keletkezés) közben.

a fogadás:

ez normál ésszel eléggé nehezen értelmezhető probléma. az információ itt nem konkrét információt jelent. megpróbálom illusztrálni:

képzelj el egy tortát. többrétegű, mázas, krémes, finom.

hozzávágod a falhoz tiszta erőből. marad információd az eredeti tortáról. mi volt benne, milyen máz volt rajta stb. ha a maradványokat odaadod a kutyának, aki megeszi, akkor utána a kutya anyagcsere végtermékéből még mindig lehet arra következtetni, hogy mi volt eredetileg a tortában, milyen arányban stb. ha utána ezzel trágyázod a növényeidet, akkor a növényekből (legalábbis elvileg) még mindig lehet arra vonatkozóan információt szerezni, hogy mi és mennyi volt az eredeti tortában.

ez a fizika egyik alaptétele, hogy akármi is történik, ha pontosan ismerjük a folyamatot, akkor a végállapotból tudunk következtetéseket levonni a kezdeti állapotra.

a fekete lyuk azonban (legalábbis eredetileg) nem ilyen. a fekete lyuk alapvető elemeire bontja az anyagot, ezek az elemek szinte szabadon alakulhatnak egymásba, ez pedig megsemmisít minden információt az eredetileg bekerült anyagról.

a fogadás arról szólt, hogy Hawking azt mondta, a Hawking-sugárzás új információ, független attól, hogy mi került bele a fekete lyukba, míg John Preskill azt a véleményt képviselte, hogy ez nem így van. a fekete lyuk nem semmisíti meg teljes egészében az információt. azaz az, hogy milyen jellegű a kiszabaduló gamma sugárzás függ attól, hogy mi áramlott be a fekete lyukba.

persze itt nem konkrét adatokról van szó, hanem egy alapelvről, ami egyébként nem is kifejezetten a fekete lyukakról szól, hanem magáról a tudományról.

gyakorlatilag Hawking azt mondta, hogy a determinizmus nem működik minden esetben.

na, akkor kezdjük elölről, mert jól belezavartalak. :)

szóval virtuális részecskék:

valójában anyag és antianyag párokról van szó, a közös energiájuk nem nulla. DE! ezek a semmiből (konkrétan a vákuumból) jönnek létre, ezért páros viselkedésük másmilyen. gyakorlatilag arról van szó, hogy amikor megsemmisülnek, akkor az energiájuk nem szabadul fel, hanem elnyelődik (a vákuumban). külső szemlélő számára úgy tűnik, mintha eltűnésükkor nem történne semmi. ezért mondjuk, hogy az egyiknek negatív energiája van.

namost. amikor ezek létrejönnek, azt nem úgy kell elképzelni, hogy létrejön egy ilyen, meg egy olyan. a kvantumfizikában az ilyesmi nagyon ritka. gyakorlatilag úgy jönnek létre, hogy a tulajdonságaik csak lehetőségként vannak jelen. mind a kettő lehet anyag vagy antianyag és mindkettő lehet negatív vagy pozitív energiájú.

ügye számunkra csak az az eset érdekes, amikor az egyik beleesik a lyukba, a másik meg nem, a többi lényegtelen.

na most. az, hogy melyik esik bele, az csak akkor dől el, ha beleesett. de nem a szokásos módon.

a normál életben ahhoz vagyunk szokva, hogy valaminek a tulajdonságai döntik el, hogy mi történik vele. tehát például azt bírságolja meg a rendőr gyorshajtásért (most tekintsünk el az egyéb dolgoktól), aki gyorsan ment. a kvantumfizikában ez sokszor másképpen van. itt simán megtörténik, hogy (a fenti példánál maradva) attól ment gyorsan valaki, hogy később megbírságolták, sőt, az is elképzelhető, hogy akit nem bírságolnak meg, az nem is tud gyorsabban menni. :)

gyakorlatilag az történik, hogy amikor csak az egyik részecske zuhan vissza, akkor ő ettől megkapja a negatív energiájú státuszt, tulajdonképpen azért, mert ő megsemmisül, míg a társa nem, márpedig negatív energiájú részecske nem létezik, azért a megmaradónak nyilván pozitív energiájúnak kell lennie, akkor pedig a másik a negatív. :)

a megmaradó részecske ezen felül azt is kénytelen eldönteni, hogy akkor ő most anyag, vagy antianyag, de erre már 50-50% esélye van, ezt nem befolyásolja a fekete lyuk. aztán ez a megmaradt részecske találkozik egy számára anti részecskével és megsemmisül, de itt már felszabadul energia, hiszen minden megmaradt részecske pozitív energiájú.

"Az információ megmaradás is érthető, csak az homályos, hogy mégis a kivül ütköző részecskék miként közlik a belső rendszer tulajdonságait?"

nem konkrét információról van szó. legalábbis abban az értelemben nem, ahogy mi információról beszélünk.

a fizika egyik alaptétele a determinizmus. ezt némileg azt mondja ki, hogy ha ismered egy rendszer állapotát. és itt most nem csak olyanokról van szó, mint nyomás, tömeg, hőmérséklet stb. hanem mindenről, azaz kvantumok, spinek, részecskék helyzete, energiája, lendülete, azaz minden minden, akkor (amennyiben ismered a rendszer működését, azaz a kölcsönhatásokat, azaz az egyenleteket) elvileg meg tudod mondani a rendszer bármelyik ezt megelőző, vagy ezután következő állapotát. (az ebből szempontból lényegtelen, hogy a Heisenberg-féle határozatlansági elv lehetetlenné teszi az ilyen szintű megismerést)

a fekete lyuk azonban úgy tűnt, hogy megborítja ezt az elvet. gyakorlatilag úgy nézett ki, hogy a fekete lyuk belsejében az anyag olyan állapotban van, amiből nem lehet következtetni a rendszer korábbi állapotára. ebből aztán az is következik, hogy a fekete lyuk sugárzása új információ. nincs meg benne az univerzum korábbi állapota.

kicsit szemléletesebben:

tegyük fel, hogy építesz egy determinizmus-szuperszámítógépet. beleprogramozod az univerzum állapotát, beleprogramozod az univerzum működését. a gép ebből azt csinálja, hogy van 200"-os monitorod és a távirányítód, amivel adott nézőpontból tudod nézni az univerzumot és tudod előre-hátra pörgetni a felvételt.

Hawking arra fogadott, ha ezzel egy fekete lyukat próbálnál nézni, akkor azt vennéd észre, hogy visszafele pörgetésnél lennének szépen részecskék, meg sugárzás, ami "menne befelé" a lyukba (vissza lehetne mindent követni a fekete lyukig), de nem "jönne ki" belőle semmi, mert azt nem lehet kiszámolni, hogy mi ment be. előre pörgetésnél meg fordítva lenne, azt ugyan ki lehetne számolni, hogy mi fog bemenni, de azt nem, hogy mi fog kijönni.

ezt értjük itt információ alatt és nem konkrét dolgokat.

"ez miért így van?"

Olvasd már el #2-t!