Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Хокинга В. -> "Общая теория относительности " -> 122

Общая теория относительности - Хокинга В.

Хокинга В. Общая теория относительности — М.: Мир, 1983. — 455 c.
Скачать (прямая ссылка): obshayatepriyaotnositelnosti1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 125 126 127 128 .. 222 >> Следующая

низкоэнтропийный барьер между двумя локальными максимумами (рис. 6, б).
При столь большой утечке массы из дыры она может разогреться значительно
сильнее, чем окружение; тогда она потеряет еще больше массы, еще больше
нагреется и, как в случае а, полностью высветится, что и приведет к
нужному состоянию теплового излучения (плюс случайные термализованные
частицы).
Следует подчеркнуть, что хотя мы и имеем здесь дело с процессами
невообразимо больших временных масштабов *), эти ситуации имеют в
определенном смысле фундаментальное значение для физики. Фактически здесь
мы рассматриваем состояния с максимальной энтропией для всех физических
процессов. В случаях а и б состояние с максимальной энтропией—это
знакомая нам «тепловая
2) Если мы допустим существование (виртуальных) черных дыр размерами
порядка 10-33 см (т. е. ~10-20 радиуса элементарной частицы), то получим
картину [73], для которой эти временные масштабы могут быть очень малы.
V. Сингулярности и асимметрия по времени
257
смерть вселенной», но в случае в мы встречаем нечто новое: черная дыра в
тепловом равновесии с излучением. Конечно, с теоретическими деталями
такой структуры сопряжено немало трудностей (например, броуновское
движение черной дыры приводило бы к случайным столкновениям ее со стенкой
полости, что привело бы к разрушению стенки). Такие проблемы здесь будут
оставлены без внимания как не относящиеся к числу основных. Но все же,
поскольку времена релаксации весьма велики по сравнению с нынешним
возрастом вселенной, при интерпретации тех или иных выводов требуется
определенная осторожность. Тем не менее думается, что здесь проясняются
важные вещи.
Продолжая рассматривать доводы Хокинга, обратимся к случаю е. Большую
часть времени система остается вблизи максимума энтропии: она состоит из
черной дыры и излучения. Однако вследствие большой начальной флуктуации,
при которой дыра излучит значительное количество энергии, может начаться
развитие событий, подобное случаю б, когда черная дыра испаряется,
оставляя тепловое излучение. Но затем вслед за новым долгим периодом
ожидания в достаточно малой области снова собирается (и снова вследствие
флуктуации) излучение в количестве, достаточном для формирования черной
дыры. Если эта дыра будет достаточно велика, система вновь вернется к
состоянию с максимальной энтропией, в котором останется на весьма
длительный срок.
Циклы, подобные этому, могут иметь место также в случае б (и даже в
случае а), но с той разницей, что в них большая часть времени приходится
на состояние, в котором нет черной дыры, тогда как в случае в почти все
время в системе присутствует черная дыра. Далее Хокинг утверждает, что
равновесные состояния должны быть симметричными по времени, поскольку
симметричны по времени все имеющие существенное отношение к делу
физические теории (общая теория относительности, теория Максвелла, теория
нейтрино, возможно, теории электронов, пионов и т. д., а также общий
аппарат квантовой механики). Но в данном случае обращение времени ведет к
белым дырам, а не к черным. Отсюда Хокинг приходит к выводу, что белые
дыры должны быть физически неотличимы от черных дыр!
Это отождествление не столь абсурдно, как может показаться сначала.
Хокинговское излучение от черной дыры оказывается пере-интерпретированным
как рождение частиц вблизи сингулярности белой дыры (и, таким образом,
Хокинг предполагает довольно малую скорость рождения частиц вблизи
сингулярности белой дыры). Исчезновение излучения в черной дыре
становится обращенным во времени хокинговским излучением от белой дыры.
Можно, конечно, представить себе падение в черную дыру некоторого
сложного объекта, скажем телевизора. Неужели и эго можно мыслить как
обращенное во времени хокинговское излучение? Ответ таков: в процессе
хокинговского излучения, поскольку оно тепловое [67, 741,
* М 1338
258
Р. Пенроуз
с равной вероятностью порождаются все возможные конфигурации. Возможно,
чтобы часть хокинговского излучения представляла собой телевизор, но
такое происшествие невообразимо маловероятно и соответствовало бы
чудовищному уменьшению энтропии. Падение телевизора в черную дыру только
кажется более «естественным», поскольку мы обращаемся здесь к ситуации, в
которой энтропия в начальном состоянии мала. С равным успехом мы могли бы
представить себе начальные граничные условия с низкой энтропией для
обращенного по времени процесса хокинговского излучения, и именно это
соответствовало бы аннигиляции телевизора при обращении по времени
хокинговского излучения белой дыры.
Рис. 7. Конформные диаграммы, иллюстрирующие асимметрию по времени
появляющейся н исчезающей черной дыры.
а — классический коллапс с образованием черной дыры и последующим ее
полным хокнн-говским испарением; б — хокинговская конденсация на белую
дыру с последующим классическим исчезновением белой дыры.
Таким образом, пока что все это выглядит вполне приемлемым и вся схема в
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 125 126 127 128 .. 222 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed