ブラックホールはなぜ正のエネルギーを持っているのですか?


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ホーキングはどのように「[...] とブラックホールには正のエネルギーがあります。それが、空の空間が安定している理由です。星やブラックホールなどの物体は、何もないところから現れることはできません。しかし、宇宙全体が可能です。」ブラックホールに負のエネルギーがある場合、それは私には理にかなっています。

The Grand Design、180ページからの引用:

宇宙の総エネルギーが常にゼロである必要があり、体を作成するのにエネルギーがかかる場合、どのようにして宇宙全体をゼロから作成することができますか?それが重力のような法則がなければならない理由です。重力は魅力的であるため、重力エネルギーは負です。地球や月など、重力によって束縛されたシステムを分離する作業を行う必要があります。この負のエネルギーは、物質を作成するために必要な正のエネルギーのバランスをとることができますが、それほど単純ではありません。たとえば、地球の負の重力エネルギーは、地球を構成する物質粒子の正のエネルギーの10億分の1未満です。星などの物体は、より多くの負の重力エネルギーを持ち、それが小さいほど(異なる部分が互いに近いほど)、この負の重力エネルギーは大きくなります。しかし、それが物質の正のエネルギーより大きくなる前に、星はブラックホールに崩壊し、ブラックホールは正のエネルギーを持っています。そのため、空きスペースは安定しています。星やブラックホールなどの物体は、何もないところから出現することはできません。しかし、宇宙全体が可能です。

回答:


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これを理解するには、負または正のエネルギーを持つことの意味を理解する必要があります。

テキストで与えられた例に従って、地球と月の引力は負のエネルギーを持つシステムです。これは、システムを元に戻すためにエネルギー入力を必要とするためです。それらを分離するためにエネルギーを働かせる必要があるため、システムを分解するためにシステムにエネルギーを入力する必要があります。

しかし、地球を構成する問題は、すべて正のエネルギーです。この問題からエネルギー出力を得ることができるので、それはポジティブでなければなりません。エネルギー出力の例としては、地球の重力支援、地球内の核物質の放射性崩壊、地球粒子の物質対物質の消滅などがあります。熱/光/ものの形でエネルギーを生成する物質相互作用を含むプロセスは、そのエネルギーを地球の物質から取り出し、エネルギー出力を表します。物質のエネルギーは、熱、運動、または単純に物質に含まれる固有のエネルギー(有名ななど、多くの形をとることがあることに注意してください。E=mc2

地球と同じように、ブラックホールは単純に物質で構成されます(ただし、特異点では未知の形をしています)。そのため、この物質からエネルギーを抽出して、正のエネルギーを持つシステムにすることができます。


あなたの答えのためのThx。ブラックホールの負の重力エネルギーは、ブラックホールを構成する物質粒子の正のエネルギーよりも大きいですか?そうでなければ、宇宙のエネルギーはどのようにしてゼロのままでいられるのでしょうか?
lu元

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@luyuanこの質問に対する答えがあるかどうかはわかりません。問題は、ブラックホールの総負の重力エネルギーを計算するのが非常に複雑であることです。重力には無限の範囲があるため、宇宙内のすべてのオブジェクトは特定のブラックホールの重力場内にあり、負のエネルギーに寄与します。言うまでもなく、ブラックホール自体には負の重力エネルギーがあり、ブラックホールを分解するためにエネルギーを入力することで、潜在的に打ち消すことができます。しかし、どのようにしてブラックホールを打破するのでしょうか。可能ですか?
ゼファー2017年

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その理由は、GRの正のエネルギー定理のためです。簡単な定性的な説明については、ウィキペディアを参照してください。

「The Grand Design」で説明するには少し高度すぎるかもしれません。

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