Чи є краще пояснення радіації Хокінга?

Я пишу твір про випромінювання Хокінга, і виявляю, що у мене є якась проблема. "Дане" пояснення, яке я знаходжу у Вікіпедії та інших місцях, незадовільне:

"Фізичне розуміння процесу може бути отримане, уявивши, що випромінювання між частинками і частинками випромінюється лише за горизонт події. Це випромінювання не надходить безпосередньо з самої чорної діри, а є результатом того, що" віртуальні частинки "підсилюються" гравітація чорної діри перетворюється на справжні частинки ^[10] . Оскільки пара частинка - античастинка вироблялася гравітаційною енергією чорної діри, то втеча однієї з частинок зменшує масу чорної діри ^[11].. Альтернативна думка процесу полягає в тому, що коливання вакууму призводять до того, що пара «частинка - античастинка» з’являється близько до горизонту події чорної діри. Одна з пар потрапляє в чорну діру, а інша тікає. Щоб зберегти загальну енергію, частинка, яка потрапила в чорну діру, повинна мати негативну енергію ... "

Він спирається на віртуальні частинки і негативні енергії. Однак коливання вакууму - це не те саме, що віртуальні частинки, які існують лише в математиці моделі , і ми знаємо про відомі частинки негативної енергії. Тому я шукаю кращого пояснення. Стаття Вікіпедії також говорить про це:

"В іншій моделі процес є квантовим тунельним ефектом, за допомогою якого пари-частинки-античастинки утворюватимуться з вакууму, а одна буде тунелювати поза горизонтом подій ^[10] ."

Однак, що говорить про те, що виробництво пари відбувається всередині горизонту подій, що, здається, не враховує нескінченний гравітаційний час розширення, і що один з них a) з'являється поза горизонтом події і b) виходить, як випромінювання Хокінга, коли виробництво пари зазвичай передбачає створення електрон і позитрон. Знову незадовільно. Тому:

Чи є краще пояснення радіації Хокінга?

Енді Гулд запропонував класичне виведення випромінювання Хокінга в дещо незрозумілому папері 1987 року . Основний аргумент полягає в тому, що чорна діра повинна мати кінцеву ненульову ентропію (інакше ви можете порушити другий закон термодинаміки з чорною дірою). Більше того, ентропія чорної діри повинна залежати лише від її площі (інакше ви можете змінити площу чорної діри за допомогою процесу Пенроуза і знизити її ентропію та зробити вічну машину руху). Якщо чорна діра має ентропію і масу, то вона має температуру. Якщо у нього температура, то вона повинна випромінюватись термічно (інакше ви знову можете порушити другий закон термодинаміки).

Звичайно, якщо подивитися на температуру випромінювання Хокінга, там є постійність Планка, тож він повинен знати щось про квантову механіку, правда? Але виявляється, що насправді термодинаміка взагалі знає про квантову механіку, а не про загальну відносність --- константа Планка потрібна лише для збереження ентропій кінцевим (і, отже, температурою не нульовою). Це стосується і чорних дір, і чорних тіл.

На цій веб-сторінці є приємне пояснення . Ключовий уривок такий:

у криволінійному просторі немає цих "найкращих" систем координат, інерційних. Тож навіть дуже розумні різні варіанти координат можуть викликати розбіжності щодо частинок проти античастинок, або про вакуум. Ці розбіжності не означають, що "все є відносним", оскільки є приємні формули, як перекладати описи в різних системах координат. Це перетворення Боголюбова.

Зокрема, він продовжує говорити

з одного боку, ми можемо розділити рішення рівнянь Максвелла на позитивну частоту самим блискуче очевидним способом, як це зробив би хтось далеко від чорної діри і далеко в майбутньому ...

а з іншого боку, ми можемо розділити рішення рівнянь Максвелла на позитивну частоту самим блискуче очевидним способом, який зробив би хтось далеко в минулому, до того, як відбудеться обвал у чорну діру.

Таким чином, те, що спостерігач у далекому минулому вважав справді порожнім простором, у якому немає (невіртуальних) частинок чи античастинок, спостерігач у далекому майбутньому може сприймати як простір із ідеально хорошими частинками (та античастинками). Ці частинки є випромінюванням Хокінга.