Hawking radiación en un eterno fondo de agujero negro

Esta es una pregunta sobre la radiación de Hawking en un fondo fijo de Schwarzschild. La radiación no retrocede en la métrica y el agujero negro no puede crecer ni evaporarse.

Ahora he visto la radiación de Hawking derivada usando una transformación de Bogoliubov o usando argumentos de integral de ruta, por lo que entiendo que el estado de vacío para un campo cuántico en el fondo de Schwarzchild estará en un estado de equilibrio térmico en términos del hamiltoniano que genera el tiempo. traducciones en el tiempo de coordenadas de Schwarzschild.

Mi pregunta es ¿cómo se interpreta esto como radiación proveniente del agujero negro? Este es un estado de equilibrio que no cambia con el tiempo y, a menos que me esté perdiendo algo, hay tantas partículas moviéndose radialmente hacia el agujero negro como hacia afuera.

¿De dónde vienen las partículas del infinito? ¿Un observador alejado del agujero negro observa tanta radiación como un observador cercano?

Básicamente, mi confusión proviene del hecho de que el estado se expresa como una distribución térmica de modos sin una dependencia espacial obvia (para mí). Así que me pregunto cómo la gente saltó a la interpretación de que toda la radiación en este estado de vacío proviene del agujero negro.

Aquí hay una pregunta muy similar: los agujeros negros eternos y la radiación de Hawking . Pero soy consciente del hecho de que esta es una métrica de fondo fija, y esto todavía no responde a mis preguntas sobre cómo se interpreta la radiación.

Parece estar diciendo que un agujero negro se termaliza a la temperatura de Hawking, pero no irradia. La radiación de Hawking está estrechamente relacionada con la radiación de Unruh. El siguiente documento afirma: " Mostramos que este sistema no irradia a pesar de que, de hecho, se termaliza a la temperatura de Unruh ". - arxiv.org/abs/quant-ph/0509151
@safesphere, no estoy seguro de entender el sistema lo suficientemente bien como para afirmar que no irradia, pero sí, me preocupa la presencia de radiación que fluye en todas las direcciones. Gracias por el artículo, se ve interesante.
@safesphere, no estoy tan preocupado por la dependencia del marco. Los diferentes marcos tienen diferentes hamiltonianos asociados a la traducción del tiempo. Entonces, tiene sentido para mí que un estado dado se vea diferente expandido en los diferentes estados propios de energía.
@safesphere, "No hay radiación de Hawking en un marco de caída libre, por lo que su existencia en otros marcos violaría el postulado de la relatividad". No creo que la segunda parte de su afirmación sea correcta, pero no es de eso de lo que trata mi pregunta.
@safesphere, sí, estoy de acuerdo si la física es diferente, eso sería un problema. Pero creo que si calcula todo (por ejemplo, las funciones de correlación) correctamente en ambos marcos, obtendrá exactamente la misma respuesta. Aquí hay un documento que lo hace explícitamente para la radiación de Unruh: arxiv.org/abs/1612.03158

Respuestas (1)

La imagen local generalmente proviene de mirar T m v r mi norte , el tensor de energía-momento semiclásico renormalizado. Para un BH formado por colapso estelar, muestra un flujo de energía negativa hacia el horizonte y un flujo térmico de Hawking hacia el infinito, según lo calculado, por ejemplo, por Davies, Fulling y Unruh 1976 .

Para un BH eterno puro de Schwarzchild sin colapso, esta imagen local dependerá de las condiciones de contorno (es decir, de la elección del estado cuántico), y no hay una manera obvia de decir cuál representa la física "real". Después de todo, no se sabe que existan objetos reales con esa geometría. Estados como el que mencionas, donde la misma cantidad de partículas caen y salen, no se están evaporando, están en equilibrio. EDITAR: El impulso de energía para varios estados en este fondo fue discutido, por ejemplo, por Candelas 1980 .

Y tenga cuidado con tratar los cálculos de partículas de Bogoliubov como localmente significativos, lo que puede ser engañoso, como lo muestran, por ejemplo, Padmanabhan y Singh 1987 .

Gracias por las referencias. Sí, me gustaría considerar un BH eterno puro de Schwarzschild en el estado de vacío habitual de Hartle-Hawking. Mi pregunta es sobre la interpretación de este estado en particular.
En ese caso, la referencia que probablemente desee es esta: journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.21.2185 . Editaré para agregar esto.
Gracias. Para resumir, este último artículo parece sugerir al final de la sección de introducción que el vacío de Unruh es un mejor vacío para considerar en el eterno BH en lugar del vacío de Hartle-Hawking, ya que se asemeja más al colapso estelar BH. Y es el vacío de Unruh el que parece un agujero negro radiante solo, aunque los libros de texto que he visto calculan el vacío de Hartle-Hawking como una demostración de la radiación de Hawking (de ahí mi pregunta).