Paradigma da membrana - Membrane paradigm

No buraco negro teoria, o paradigma membrana buraco negro é um modelo simplificado, útil para visualizar e calcular os efeitos previstos por mecânica quântica para a física exteriores de buracos negros, sem o uso de princípios ou cálculos de mecânica quântica. Ele modela um buraco negro como uma superfície fina e classicamente radiante (ou membrana ) no ou quase desaparecendo do horizonte de eventos do buraco negro . Esta abordagem da teoria dos buracos negros foi criada por Kip S. Thorne , RH Price e DA Macdonald.

Resistência elétrica

Thorne (1994) relata que esta abordagem para estudar buracos negros foi motivada pela descoberta de Hanni, Ruffini , Wald e Cohen no início dos anos 1970 que, uma vez que uma pelota eletricamente carregada caiu em um buraco negro, ainda deveria parecer a um estranho distante logo fora do horizonte de eventos, se sua imagem persistir, suas linhas de campo elétrico também devem persistir e devem apontar para a localização da imagem "congelada" (1994, pp. 406). Se o buraco negro girar e a imagem da pelota for puxada, as linhas de campo elétrico associadas devem ser puxadas com ele para criar efeitos básicos de "dínamo elétrico" ( ver: teoria do dínamo ).

Outros cálculos produziram propriedades para um buraco negro, como resistência elétrica aparente (págs. 408). Uma vez que essas propriedades da linha de campo pareciam ser exibidas até o horizonte de eventos, e a relatividade geral insistia que nenhuma interação externa dinâmica poderia se estender ao longo do horizonte, foi considerado conveniente inventar uma superfície no horizonte à qual essas propriedades elétricas poderiam pertencer .

Radiação Hawking

Depois de ser introduzida para modelar as características elétricas teóricas do horizonte, a abordagem da membrana foi então colocada em serviço para modelar o efeito de radiação Hawking previsto pela mecânica quântica .

No sistema de coordenadas de um observador estacionário distante, a radiação de Hawking tende a ser descrita como um efeito de produção de par de partículas de mecânica quântica (envolvendo partículas virtuais ), mas para observadores estacionários pairando mais perto do buraco, o efeito deve ser semelhante a um efeito de radiação puramente convencional envolvendo partículas reais. No paradigma da membrana , o buraco negro é descrito como deveria ser visto por uma matriz desses observadores não inerciais suspensos e estacionários, e uma vez que seu sistema de coordenadas compartilhado termina no horizonte de eventos (porque um observador não pode legalmente pairar no ou abaixo do horizonte de eventos sob a relatividade geral), esta radiação de aparência convencional é descrita como sendo emitida por uma casca arbitrariamente fina de material quente no ou logo acima do horizonte de eventos, onde este sistema de coordenadas falha.

Como no caso elétrico, o paradigma da membrana é útil porque esses efeitos devem aparecer todo o caminho até o horizonte de eventos, mas não são permitidos pelo GR virem através do horizonte - culpá-los por uma hipotética membrana fina radiante no horizonte permite devem ser modelados classicamente sem contradizer explicitamente a previsão da relatividade geral de que a superfície do horizonte de eventos é inevitável.

Em 1986, Kip S. Thorne , Richard H. Price e DA Macdonald publicaram uma antologia de artigos de vários autores que examinaram essa ideia: "Buracos negros: o paradigma da membrana" .

Veja também

• Princípio holográfico
• Complementaridade do buraco negro

Referências

• Price, Richard H. & Thorne, Kip (1988). "O Paradigma da Membrana para Buracos Negros". Scientific American . 258 (4): 69–77. Bibcode : 1988SciAm.258d..69P . doi : 10.1038 / scientificamerican0488-69 .
• Leonard Susskind , "Buracos negros e o paradoxo da informação", Scientific American , abril de 1997 ( matéria de capa ). Também reimpresso na edição especial "The edge of physics"
• Kip S. Thorne , RH Price e DA Macdonald (eds.) "Black Holes: The Membrane Paradigm" (1986)
• Thorne, Kip , Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy , WW Norton & Company; Edição de reimpressão, 1 de janeiro de 1995, ISBN  0-393-31276-3 , capítulo 11, pp. 397-411