Có một lời giải thích tốt hơn về bức xạ Hawking?

Tôi đang viết một đoạn về bức xạ Hawking và thấy tôi có vấn đề. Giải thích "đã cho" mà tôi tìm thấy trên Wikipedia và các nơi khác là không thỏa đáng:

"Cái nhìn sâu sắc về quá trình có thể đạt được bằng cách tưởng tượng rằng bức xạ phản hạt của hạt được phát ra từ ngay bên ngoài chân trời sự kiện. Bức xạ này không đến trực tiếp từ lỗ đen, mà là kết quả của các hạt ảo được" tăng cường "bởi lực hấp dẫn của lỗ đen trở thành các hạt thực ^[10] . Vì cặp phản hạt của hạt được tạo ra bởi năng lượng hấp dẫn của lỗ đen, sự thoát ra của một trong các hạt làm giảm khối lượng của lỗ đen ^[11]. Một quan điểm khác của quá trình là sự dao động chân không làm cho một cặp phản hạt của hạt xuất hiện gần với chân trời sự kiện của một lỗ đen. Một trong hai người rơi vào hố đen trong khi người kia trốn thoát. Để bảo toàn tổng năng lượng, hạt rơi vào lỗ đen phải có năng lượng âm ... "

Nó dựa vào các hạt ảo và các hạt năng lượng âm. Tuy nhiên, dao động chân không không giống như các hạt ảo, chỉ tồn tại trong toán học của mô hình , và chúng ta biết rằng các hạt năng lượng âm. Vì vậy, tôi đang tìm kiếm một lời giải thích tốt hơn. Bài báo Wikpedia cũng nói điều này:

"Trong một mô hình khác, quá trình này là hiệu ứng đường hầm lượng tử, theo đó các cặp phản hạt của hạt sẽ hình thành từ chân không và người ta sẽ chui ra ngoài chân trời sự kiện ^[10] ."

Tuy nhiên, điều đó cho thấy việc sản xuất cặp đang xảy ra bên trong chân trời sự kiện, dường như coi thường sự giãn nở thời gian hấp dẫn vô hạn và một trong số chúng a) xuất hiện bên ngoài chân trời sự kiện và b) thoát ra khỏi bức xạ Hawking khi việc sản xuất cặp thường liên quan đến việc tạo ra một electron và positron. Một lần nữa, nó không đạt yêu cầu. Vì thế:

Có một lời giải thích tốt hơn về bức xạ Hawking?

Andy Gould đã đề xuất một dẫn xuất cổ điển của bức xạ Hawking trong một bài báo hơi mơ hồ từ năm 1987 . Lập luận cốt yếu là một lỗ đen phải có một entropy hữu hạn, khác không (nếu không bạn có thể vi phạm định luật nhiệt động thứ hai với lỗ đen). Hơn nữa, entropy của lỗ đen chỉ phụ thuộc vào khu vực của nó (nếu không bạn có thể thay đổi diện tích của lỗ đen thông qua quy trình Penrose và hạ thấp entropy của nó và tạo ra một máy chuyển động vĩnh viễn). Nếu một lỗ đen có entropy và khối lượng, thì nó có nhiệt độ. Nếu nó có nhiệt độ, thì nó phải tỏa nhiệt (nếu không bạn lại có thể vi phạm định luật nhiệt động thứ hai).

Tất nhiên, nếu bạn nhìn vào nhiệt độ bức xạ Hawking, có hằng số Planck ở đó, vì vậy nó phải biết một cái gì đó về cơ học lượng tử, phải không? Nhưng hóa ra, đó thực sự là nhiệt động lực học nói chung biết về cơ học lượng tử, chứ không phải thuyết tương đối rộng --- Hằng số Planck chỉ cần để giữ các entropi hữu hạn (và do đó nhiệt độ khác không). Điều này đúng với các lỗ đen và các vạch đen giống nhau.

Có một lời giải thích khá hay trên trang web này . Một đoạn quan trọng là đây:

trong không thời gian cong không có các hệ tọa độ "tốt nhất" này, các hệ thống quán tính. Vì vậy, ngay cả những lựa chọn phối hợp khác nhau rất hợp lý cũng có thể đưa ra những bất đồng về hạt và phản hạt, hoặc chân không. Những bất đồng này không có nghĩa là "mọi thứ đều tương đối", bởi vì có những công thức hay cho cách dịch giữa các mô tả trong các hệ thống phối hợp khác nhau. Đây là những biến đổi của Bogoliubov.

Cụ thể, anh tiếp tục nói

một mặt, chúng ta có thể chia các giải pháp của phương trình Maxwell thành tần số dương theo cách rõ ràng nhất mà một người ở xa hố đen và xa trong tương lai sẽ làm điều đó ...

và mặt khác, chúng ta có thể chia các giải pháp của phương trình Maxwell thành tần số dương theo cách rõ ràng nhất mà một người nào đó trong quá khứ, trước khi sụp đổ vào lỗ đen đã xảy ra.

Do đó, điều mà người quan sát trong quá khứ nghĩ là không gian trống thực sự không có hạt hoặc phản hạt (không ảo), một người quan sát trong tương lai xa có thể thấy là không gian có các hạt hoàn toàn tốt (và phản hạt) trong đó. Những hạt đó là bức xạ Hawking.