Theorie: Neue Einblicke in Hawking-Strahlung Schwarzer Löcher

[astronews.com Redaktion]

Die sogenannte Hawking-Strahlung ist eine von Stephen Hawking theoretisch vorhergesagte Form der Strahlung von Schwarzen Löchern. Durch sie können Schwarze Löcher über lange Zeiträume auch Masse verlieren. Im Weltraum wurde diese Art der Strahlung bislang noch nicht nachgewiesen. Zur Untersuchung ist man auf analoge Modelle im Labor angewiesen. (7. Juli 2026)

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[TomS]

Gibt es dazu einen arxiv Link? Geht es um realistische Modelle (Schwarzschild oder Kerr in Minkowski und FRW) oder um lösbare Spielzeugansätze (AdS)?

 

[antaris]

Da wird nur ein spezieller Mechanismus bezüglich der Backreaction getestet.

Backreaction of stimulated Hawking radiation in an optical analogue

Hawking radiation - the emission of quantum particles at the event horizon of a black hole - connects gravity with quantum mechanics and thermodynamics; the Bekenstein-Hawking entropy has been the benchmark for potential quantum theories of gravity. But Hawking radiation has never been observed...

arxiv.org

https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.99.014514

 

[TomS]

deswegen hängt das ganze im Gravitationsfall dennoch implizit von der Geometrie ab

 

[antaris]

Meinst du, dass der grundlegende Mechanismus selbst von der Geometrie abhängt?

Ich würde natürlich nicht sagen, dass Schwarzschild, Kerr oder FRW denselben Output liefern. Kerr bringt z.B. Rotation, Frame Dragging, Ergosphäre, Superradiance und Drehimpulsabtrag hinein. Aber daraus folgt m.E. nicht, dass der prinzipielle Hawking-/Backreaction-Vorgang ein völlig anderer Mechanismus sein muss.

Eher ist Schwarzschild in diesem Vergleich der dynamisch ärmere, nicht-rotierende und entsprechend wenig "deformierende" Spezialfall, während Kerr durch Rotation, Frame Dragging, Ergosphäre, Superradiance und Drehimpulsabtrag eine dynamisch reichere "Deformation" derselben Mechanismusklasse darstellt. Die konkrete Form des Kanals hängt dann von der Metrik ab, aber die Grundfrage der Arbeit "Direkter Kopplungskanal statt kaskadierter Prozess?" liegt eine Ebene darunter.

Wasser bleibt Wasser, auch wenn ich aus einer ruhigen Badewanne durch Ziehen des Stöpsels ein Strömungs- und Wirbelsystem mache. Die Turbulenz ist dann eine induzierte Wirkung der veränderten Dynamik, nicht ein Beweis dafür, dass das zugrunde liegende Medium plötzlich ein anderes Prinzip trägt.

 

[TomS]

es geht um die Frage der "analog gravity"; Analogie bedeutet, dass zwei völlig verschiedene Systeme durch identische Gleichungen beschrieben werden; im Falle der Hawkingstrahlung tragen der "Brechungsindex" n (der vom omega abhängt) und das Spektrum omega die Informationen über die Geometrie; damit ist sich die Backreaction abhängig von der Geometrie

nun kann man das völlig generisch auffassen, dann ist es reine Theorie; oder man möchte ein konkretes physikalisches Modell aufbauen, dass sich analog zur Hawkingstrahlung verhält; dann muss man dessen Physik so tunen, dass es mit einem konkreten Modell der Hawkingstrahlung also mit einer konkreten Geometrie zusammenfällt

 

[antaris]

nun kann man das völlig generisch auffassen, dann ist es reine Theorie;

Ich fasse es als Grundlagenarbeit auf. Es liest sich bei dir so, als wäre das irgendwas "schäbiges", worüber man nichts äußern darf, bis im stillen Kämmerlein die volle Theorie zusammengebastelt wurde. Ich erinnere an deine und Neumaiers Arbeit, bei der ihr, zwar in einem präzisen Setting, auch "nur" eine Fragestellung formuliert und eine Idee als möglichen Ausweg genannt habt.

oder man möchte ein konkretes physikalisches Modell aufbauen, dass sich analog zur Hawkingstrahlung verhält; dann muss man dessen Physik so tunen, dass es mit einem konkreten Modell der Hawkingstrahlung also mit einer konkreten Geometrie zusammenfällt

Das möchten die Autoren sicherlich auch irgendwann aber ohne neue Grundlagenarbeit keine neuen Erkenntnisse. Wenn sich der Zugang der Autoren von kompliziert, weil kaskadierend, zu "einfacher", da direkt, geändert hat und dabei ein Kandidat für Backreaction vermessen wurde, dann ist genau das der Claim und nicht mehr und nicht weniger. Wenn jede Grundlagenarbeit sofort daran gemessen wird, ob sie bereits ein konkret getuntes Gravitationsmodell liefert, dann wird der zweite Schritt zur Eintrittskarte für den ersten. Dann muss man sich aber auch nicht wundern, wenn Grundlagenarbeit irgendwann gar nicht mehr sichtbar wird.