Термодинамика черной дыры
-
Термодинамика черных дыр
- Термодинамика черных дыр изучает законы термодинамики в контексте черных дыр.
- Второй закон термодинамики требует наличия энтропии у черных дыр.
- Энтропия черных дыр пропорциональна площади горизонта событий.
-
История и развитие
- Джейкоб Бекенштейн предположил пропорциональность энтропии площади горизонта в 1972 году.
- Стивен Хокинг подтвердил гипотезу Бекенштейна в 1974 году.
- В 1995 году Эндрю Строминджер и Камрун Вафа рассчитали энтропию черных дыр в теории струн.
-
Законы механики черных дыр
- Нулевой закон: горизонт обладает постоянной поверхностной гравитацией.
- Первый закон: изменение энергии связано с изменением площади, углового момента и электрического заряда.
- Второй закон: площадь горизонта неубывающая функция времени.
- Третий закон: невозможно образовать черную дыру с исчезающей поверхностной гравитацией.
-
Обсуждение законов
- Нулевой закон аналогичен нулевому закону термодинамики.
- Первый закон аналогичен первому закону термодинамики.
- Второй закон аналогичен второму закону термодинамики, но требует обобщения.
- Третий закон аналогичен третьему закону термодинамики.
-
Достоверность GSL
- GSL можно установить, рассматривая систему с энтропией, падающую в черную дыру.
- GSL справедлив для различных теорий гравитации.
- Доказательство GSL требует квантово-статистической механики.
-
Третий закон термодинамики черных дыр
- Третий закон термодинамики черных дыр спорный.
- Экстремальные черные дыры не подчиняются третьему закону.
- Классическая форма третьего закона не универсальна.
-
Толкование законов
- Четыре закона механики черных дыр связывают поверхностную гравитацию с температурой и площадь горизонта событий с энтропией.
- Черные дыры имеют нулевую температуру и энтропию в классической теории.
- Квантово-механические эффекты приводят к тепловому излучению черных дыр.
-
Критика
- Термодинамика черных дыр вызывает философские критические замечания.
- Некоторые считают, что аналогия с термодинамикой не так хороша.
- Другие утверждают, что черные дыры являются термодинамическими системами.
-
За пределами черных дыр
- Термодинамика черных дыр применима к горизонтам космологических событий.
- Законы термодинамики черных дыр используются для обоснования голографического принципа природы.
- Существует связь между энтропией черной дыры и поверхностным натяжением жидкости.