AW: Hawking-Strahlung nur für virtuelle Photonenpaare?
 

Leider hast du da durchaus recht.

Ohne Namen zu nennen ist es teilweise wirklich erbärmlich, zu lesen oder zu hören, was an dich namhafte und renommierte Wissenschaftler für einen Schwachsinn schreiben. Dass man verkürzen und vereinfachen muss - klar. Dass dabei die Präzision auf der Strecke bleibt - auch klar. Dass man jedoch wider besseren Wissens Dinge falsch (!) darstellt, dass man nicht darauf hinweist, dass vereinfachte Darstellung nicht die ganze „Wahrheit“ beschreiben können, dass wir teilweise selbst noch unsicher sind … das ist schon bitter. Aber damit muss eben Geld verdient werden, und dazu werden Beiträge und Bücher eher schnell als sorgfältig produziert.

Diese Schlampigkeit breitet sich dann im Internet aus - und dazu gehört(e) auch die deutsche Wikipedia. Ich habe den oben verlinkten Abschnitt zu Hawking’s Originalarbeit vor Jahren selbst verfasst und mich dabei mit absolut unwissenden Wikipedia-Wächtern rumärgern dürfen, die außer populärwissenschaftlichen Texten nichts gelesen und nichts verstanden hatten (war mein erster und letzter Beitrag zu Wikipedia). Ein einfacher Einwand, dass virtuelle Teilchen im Sinne der Störungstheorie immer Terme mit Potenzen der Kopplungskonstante erzeugen, die Terme in Hawking’s Arbeit jedoch keine Abhängigkeit von der Kopplungskonstante aufweisen, daher aus der freien Theorie stammen und nichts mit virtuellen Teilchen zu tun haben, ist für jeden Physiker mit etwas Erfahrung in der Quantenfeldtheorie offensichtlich, war für die ursprünglichen Autoren jedoch unverständlich und wurde als falsch zurückgewiesen; dabei rächt es sich eben, dass jeder beitragen darf, und zu wenige Physiker ihre Zeit investieren wollen und können.

Dabei ist es durchaus möglich, populärwissenschaftliche Darstellungen so zu verfassen, dass sie nahezu korrekt sind, oder dass zumindest auf problematische Vergleiche und Bilder hingewiesen wird; aber das erfordert Sorgfalt - und wird wahrscheinlich teilweise beim Lektorat gestrichen. Leider ist es für den Laien nicht nachvollziehbar, ob eine bestimmte Darstellung seriös ist oder nicht - und leider erkennt man das auch nicht in den Reviews.

Im vorliegenden Fall geht das Problem auf Hawking selbst zurück ;-)

https://www.brainmaster.com/software...20Creation.pdf
Particle Creation by Black Holes
S.W. Hawking
Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, University of Cambridge, Cambridge, England
Received April 12, 1975
Commun. math. Phys. 43, 199—220 (1975) © by Springer-Verlag 1975

„Just outside the event horizon there will be virtual pairs of particles, one with negative energy and one with positive energy. The negative particle is in a region which is classically forbidden but it can tunnel through the event horizon to the region inside the black hole where …“

Das „just outside“ ist fragwürdig, das „virtual pairs of particles“ im Sinne der QFT falsch, das „tunnel through the event horizon“ zwar in gewisser Weise zutreffend, jedoch von Hawking in dieser Arbeit nicht gezeigt - erst Jahrzehnte später durch Wilczek et al.

AW: Hawking-Strahlung nur für virtuelle Photonenpaare?
 

Was wäre denn eine gute Veranschaulichung des Phänomens der Hawking-Strahlung für naturwissenschaftliche Nicht-Physiker? Ich vermute "Verdampfen der Schwarzen Löcher" darf als Startpunkt dienen. Die bisherigen Antworten auf meine Frage halte ich für immer noch zu kompliziert. Inklusive Wikipedia-Artikel wie zum Unruh-Effekt.

Auch warum die virtuellen Photonen problematisch sind, habe ich nicht verstanden. Fakt ist doch, dass sie überall ständig entstehen und verschwinden, sonst gäbe es ja keine Austauschteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung, oder?

AW: Hawking-Strahlung nur für virtuelle Photonenpaare?
 

Ich sehe leider kein anschauliches und zugleich mikroskopisches sowie zutreffendes Modell.

Virtuelle Photonen liefern mathematisch dann und nur dann Beiträge, wenn eine Wechselwirkung mit geladene Teilchen vorliegt. In Hawking’s einfachem mathematischen Modell existiert keine derartige Wechselwirkung, und daher auch keine virtuellen Photonen. Der Effekt wird mittels freier Felder ohne jegliche Wechselwirkung berechnet.

Stell‘ dir ein Modell zur Berechnung von Verkehrsstaus vor. Natürlich verursachen Unfälle auch Staus, dennoch wissen wir, dass viele Staus ohne Unfälle entstehen.