作者sam75319 (悠悠阿仁)
看板ask-why
标题[请益] 粒子&反粒子，看过DISCOVERY的"史蒂芬霍金看宇宙"请进
时间Tue Jan 19 18:29:18 2010
最近看到DISCOVERY的"史蒂芬霍金看宇宙：时间简史过去篇"时
他提到了粒子与反粒子在宇宙中的出现
在太空任何地方，都会有粒子(正质量)与反粒子(负质量)成对出现
其同时出现，存在不到十亿分之一秒後，并又同时消逝，如下：
(○反粒子，●粒子)
nothing.....
↓
←○●→
↓
←○ ●→
↓
○ ●
↓
○→←●
↓
○●
↓
nothing.....
然後，他说如果这样的情形发生在黑洞附近的话，就会变成：
(◎黑洞，○反粒子，●粒子)
◎ nothing.....
↓
◎ ←○●→
↓
◎ ←○ ●→
↓
◎←○ ●→
↓
◎○ ●→
↓
◎ ●→
所以他的结论说，黑洞附近会有辐射产生，科学家也证明他的想法是对的
不过我想问的是，为什麽不会有下面这种情形发生呢?
◎ nothing.....
↓
←○●→
◎
←●○→
↓
←○ ●→
◎
←● ○→
↓
←○ ●→
◎
←● ○→
↓
●┐
○ ↓
◎
● ↑
○┘
↓
◎ nothing.....
我的意思就是，成对产生的粒子，会跟其他成对产生的粒子抵销，为什麽不会这样呢?
这里有个影片类似我要问的东西：
https://www.youtube.com/watch?v=xvq6uZf-Nck
图真难画阿......不知道有没有人能理解我要问的东西(= =|||)
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.116.214.86
1F：推 flamesky:因为视界外的时空是普通时空，反粒子无法存在 01/19 18:56
3F：推 hermitwhite:一楼，反粒子可以存在普通时空而且已在实验中被观测。 01/19 21:26
4F：→ hermitwhite:对原post这个问题的回答是：後面的情形也有可能发生。 01/19 21:27
5F：→ hermitwhite:但为什麽通常发生的是前者，以下是我的猜想：正负粒子 01/19 21:30
6F：→ hermitwhite:对出现时的距离非常近，加上引力的关系因此能够在极短 01/19 21:31
7F：→ hermitwhite:的时间内再度碰撞而湮灭；相较之下，真空中飞行的粒子 01/19 21:33
8F：→ hermitwhite:对要碰撞的机会微乎其微。 01/19 21:33
9F：→ xiaoa:1F只是没有说完整吧. 反粒子无法长存, 所以逃到黑洞外只有 01/19 22:01
10F：→ xiaoa:正粒子能幸存. 所以这不平衡的反应就变成黑洞不断释放质量 01/19 22:02
11F：→ hermitwhite:反粒子和正粒子一样稳定。 01/19 22:30
12F：→ xiaoa:....不是稳定不稳定啦. 是说外界那麽多正粒子, 碰到就灭了 01/19 22:52
13F：推 haryewkun:个人猜测：即使之後再和其他粒子抵消，但在这之前质量已 01/20 01:42
14F：→ haryewkun:经被产生出来了。之後再和其他粒子抵消，那也是在黑洞以 01/20 01:43
15F：→ haryewkun:外，黑洞无法回收相关质量，也就会变成能观察到的辐射。 01/20 01:44
16F：推 HuangJC:请参考电子学,PN半导体那部份,描述是很像的.. 01/20 01:44
17F：推 haryewkun:但若要照我上面所说的那样解释，黑洞质量应该会越来越大 01/20 01:48
18F：→ haryewkun:所以其实我也不明白。（笑） 01/20 01:48
19F：推 HuangJC:黑洞质量愈来愈大并没什麽疑问呀 XD它里面不是空的,是很紧 01/20 01:50
20F：推 haryewkun:Huang大：霍金辐射是认为黑洞的质量会越来越小的。 01/20 01:52
21F：→ haryewkun:到最後甚至会完全蒸发掉。 01/20 01:52
22F：推 HuangJC:那就是引入反粒子的观念啊.. 01/20 01:59
23F：推 xiaoa:反物质逃跑顶多只是让黑洞周围 原本就应该掉进黑洞的东西 01/20 02:00
24F：→ xiaoa:消失 01/20 02:00
25F：→ xiaoa:如果是物质逃跑, 它就可能跑得老远(速度够的话) 01/20 02:01
26F：推 HuangJC:其实在金属屏蔽时的电荷计算有很近似的关系(正负电相消) 01/20 02:02
27F：推 haryewkun:Huang大：那问题就变成，为什麽只有反粒子会掉下去…… 01/20 02:15
28F：推 HuangJC:电子学PN接面的数学真的很像,它包含了浓度,碰撞机率计算 01/20 02:20
29F：→ HuangJC:人家把粒子的运动方向用公平的机率摊开後计算就这结果了 01/20 02:20
30F：→ HuangJC:顺便说一下,气体分子从浓度高会扩散到浓度低,也不是'长眼 01/20 02:21
31F：→ HuangJC:睛',分子看到哪儿稀哪儿去;你用公平的机率算完就是这样.. 01/20 02:22
32F：→ HuangJC:所以如果你不爱背结论,那麽跑个电脑模拟,甚至有'互相侵入 01/20 02:23
33F：→ HuangJC:对方范围的平均距离',在该距离後就被中和掉了啊~ 01/20 02:23
34F：→ hermitwhite:并不是只有反粒子掉进去。当该现象发生时正粒子和反粒 01/20 08:30
35F：→ hermitwhite:子同样有机会逃离视界；而这时该领域的能量变成负值（ 01/20 08:32
36F：→ hermitwhite:这个能量消耗会跟着粒子对的其中之一被黑洞捕捉），因 01/20 08:34
37F：→ hermitwhite:此我们外面的人得到一个粒子（可能是正或反），黑洞则 01/20 08:35
38F：→ hermitwhite:帮我们付了能量。 01/20 08:35
39F：→ sam75319:所以...黑洞是能量转值量....恒星是质量转能量? 01/20 14:11
40F：→ sam75319:因此相对这个世界的另一个宇宙(反粒子宇宙)，则刚好相反 01/20 14:12
41F：推 HuangJC:不用去强调什麽转什麽,因为根本是一样的东西;就我个人的想 01/20 14:42
42F：→ HuangJC:像,是把这一切都想成'密度的不同'. youtube 上有段精采的 01/20 14:42
43F：→ HuangJC:影片,把物体不断放大,接着你会看到分子,不同的晶格排列,再 01/20 14:43
44F：→ HuangJC:放大当然是原子.所有不同分子都由少数几种原子组成,不就是 01/20 14:43
45F：→ HuangJC:密度差异?而所有不同原子都由质子中子电子(再加上我们未知 01/20 14:44
46F：→ HuangJC:的)组成,基本元素愈来愈少了,更能感受'只有密度的差别' 01/20 14:44
47F：→ HuangJC:一路放大下去,也许质量就是'很紧密的能量'也不足为奇了 01/20 14:46
48F：→ xiaoa:喔喔, 忘记考虑能量守恒, 推楼上 01/21 09:21
49F：推 haryewkun:hermit大：但站在黑洞的角度来说，却是它得到了一个粒子 01/21 10:22
50F：→ haryewkun:，那麽为什麽不是外面的人来付那个能量呢？ 01/21 10:22
51F：→ haryewkun:我觉得这中间一定有些东西是我不知道的，要不然不会有这 01/21 10:23
52F：→ haryewkun:个结论……之前我去维基百科看了，说得也是那样子。 01/21 10:23
53F：→ haryewkun:或者这样说，为什麽这种现象不会推翻质能守恒定律？ 01/21 10:24
54F：推 hermitwhite:因为黑洞捕捉到单一粒子造成原本不会存在的粒子真实存 01/22 02:46
55F：→ hermitwhite:在这个动作是消耗能量的，因此巨观来说并没有违反质能 01/22 02:46
56F：→ hermitwhite:守恒。所以虽然看似得到质量，却损耗更多能量导致黑洞 01/22 02:46
57F：→ hermitwhite:蒸发。但没有人捕捉的时候粒子到底在不在那里？ 01/22 02:47
58F：→ hermitwhite:这就回到量子力学的经典问题了。而且真正了解的人恐怕 01/22 02:47
59F：→ hermitwhite:都是从数学上了解的（这个我无能为力）。 01/22 02:47
60F：推 haryewkun:hermit大：我知道你所说的那个解释，因为维基百科上就是 01/22 05:57
61F：→ haryewkun:这样说的。我的问题是“为什麽”——为什麽黑洞造出一个 01/22 05:57
62F：→ haryewkun:原本不存在的粒子，会得出“相关能量由黑洞支付”，而不 01/22 05:58
63F：→ haryewkun:是根据这样，去把质能守恒的定律推翻掉。 01/22 05:58
64F：→ haryewkun:另外，就算不推翻质能守恒定律，算起帐来，也是黑洞和外 01/22 06:02
65F：→ haryewkun:界各得到一个粒子，那麽为什麽是黑洞来付出能量，而不是 01/22 06:02
66F：→ haryewkun:宇宙（外界）来为这个粒子付出能量呢？ 01/22 06:03
67F：→ haryewkun:所以我在前面才说我不明白。:) 01/22 06:03
68F：推 HuangJC:我以为我回的那篇在数学上够明白了呢.. 01/22 10:32
69F：推 HuangJC:黑洞补捉到一个反粒子,得到的是负质量 01/22 11:27
70F：→ HuangJC:任何粒子,都以波的型式在微微震荡着,可以想像成'粒子发霉' 01/22 11:29
71F：→ HuangJC:似的,粒子的确无法逃脱,但在微小尺寸里'发霉'似的幅射还是 01/22 11:29
72F：→ HuangJC:做得到..然後就飘出来了~ 01/22 11:30
73F：推 haryewkun:反粒子的质量和正粒子的质量都是正的吧 ^_^ 01/22 13:14
74F：推 HuangJC:关键在此了,我不认为都是正的~ 01/22 13:42