Новые волосы чёрных дыр

[Munin]

На другом форуме в теме был поднят интересный, как мне кажется, вопрос:

Если чёрная дыра образуется из сколлапсировавшей материи с ненулевым барионным и/или лептонным зарядом (например, из обычной звезды), а потом испаряется без остатка, то что происходит с балансом материя/антиматерия?

Нарушение этого баланса запрещено теориями элементарных частиц, в которых действуют законы сохранения барионного и лептонного чисел.

С другой стороны, в ОТО известна "теорема об отсутствии волос", которая гласит, что чёрная дыра "сохраняет" только массу, угловой момент и электрический заряд. Сохранения барионного и лептонного заряда не упоминается.

Моё мнение (возможно, неверное) изложено в теме по ссылке, я могу привести его здесь. Но наверное, вопрос интересен и для самостоятельного размышления.

[den]

Вопрос действительно очень интересный и на него уже достаточно давно обратили внимание, притом окончательного ответа до сих пор нет. Насколько я понял, главная причина этой проблемы кроется в следующем.

Уничтожение информации в черной дыре ( как и излучение Хокинга) - это неунитарный процесс, который не может описываться унитарными преобразованиями, лежащими в основе квантовой механики. Любое преобразование свойств частиц в квантовой механике унитарно, что автоматически наделяет парадоксальными свойствами излучение Хокинга. Для пояснения можно добавить что квантовые числа объектов (такие как барионный и лептонный заряды(а вернее число)) должны сохраняться. К примеру, если одна черная дыра поглощает некоторое количество вещества (с нулевым электрическим зарядом и нулевым моментом импульса), а другая черная дыра, с той же массой, поглощает такое же количество антивещества (также с нулевым электрическим зарядом и нулевым моментом импульса), то различить их невозможно ником образом, хотя вещество и антивещество имеют противоположные барионный и лептонный заряды.

Следует также заметить, нарушение барионного и лептонного числа существенны только для ЧД с малой массой, т.е. активно испаряющихся. Зельдович обратил внимание на то, что при хокинговском излучении рождение тяжелых частиц, распродающихся с нарушением СР-четности, может привести к появлению в излучении избытка барионного или антибарионного заряда.

С другой стороны, в настоящее время активно развивается подход, основанный на $AdS/CFT$ - соответствии, и даже получены некоторые результаты для черной дыры в пространстве $AdS$ а поскольку $CFT$ теория унитарна, то такой проблемы не возникает.

Хочется также сказать, что вполне возможен и ещё один вариант, связанный стем, что потеря информации возникает только в случае "истинной" черной дыры, т.е. черной дыры с сингулярностью и горизонтом, об этом он в частности пишет в статье С. Хокинг. Фролов также вскользь упоминает об этом. В частности он утверждает, что вследствие квантовых эффектов полный эффективный тензор энергии-импульса в уравненин Эйнштейна не удовлетворяет, вообще говоря, условиям положительности плотности энергии н давления. Поэтому учет квантовых эффектов может приводить к нарушению условий теорем о сингулярности внутри черных дыр и сингулярности могут отсутствовать.

[Munin]

[den]

[Schein]

http://www.noblackholes.com/ есть интересный материал.

[Munin]

И чего же там интересного? Опять фанатичное всеотрицание.

[gervladger]

Смотри мои замечания viewtopic.php?f=14&t=110

Вполне вероятно, что даже в сингулярности информация не теряется

[Ayrat]

У меня вопрос по поводу испарения черных дыр. Как известно в вакууме постоянно рождаются пары частица-античастица, которые тут же аннигилируют. Если такое событие происходит вблизи горизонта событий, то одна из частиц падает в черную дыру, а другая удаляется от нее, что удаленный наблюдатель воспринимает как излучение, - излучение Хокинга. Это излучение со временем приводит к испарению черной дыры. Мне здесь совершенно непонятны два момента.
Первое. Почему излучение влечет уменьшение массы черной дыры? Ведь частица вылетела из пространства возле черной дыры, а не из самой дыры. Если у меня есть система из 10-ти шариков, какое мне дело до того, что возле системы откуда-то появился и куда-то улетел 11-ый шарик. На массу моей системы это никак не повлияет.
Второе. Если даже излучение Хокинга ведет к уменьшению массы черной дыры, то другая частица из родившейся пары, упала в черную дыру и увеличила ее массу. Почему это не компенсирует испарение?
Если можно, дайте объяснение на популярном уровне, без сложных математических формул.
И еще одно. Что означает унитарность квантовых уравнений?

[WildBill]

[Munin]