Тэрмадынаміка чорных дзірак

Тэрмадынаміка чорных дзір у фізіцы — фенаменалагічны падыход да вывучэння чорных дзір, заснаваны на яе апісанні ў тэрмінах макраскапічнага падыходу, аналагічнага тэрмадынаміцы. Паспяховасць такога падыходу звязана з крайняй прастатой раўнаважных чорных дзірак, якія валодаюць малым лікам ступеней свабоды.

Першапачатковыя ідэі адносна прымянення тэрмадынамікі да апісання чорных дзір былі выказаны Бекенштейнам у 1973 годзе. Ён пералічыў наступны набор уласцівасцей чорных дзір:

 Сіла гравітацыі аднолькавая па ўсёй паверхні гарызонту падзей.
 Плошча гарызонту падзей чорнай дзіры не можа змяншацца з часам пры любым класічным працэсе.
 У любых нераўнаважных працэсах з удзелам чорных дзірак (напрыклад, пры іх сутыкненні) плошча паверхні павялічваецца.

Гэтыя ўласцівасці вельмі нагадваюць (і больш таго, матэматычна эквівалентныя) пачаткі тэрмадынамікі (існаванне тэмпературы, сувязь унутранай энергіі з энтрапіяй, і закон узрастання энтрапіі). Гэта значыць увесь апарат тэрмадынамікі можна прымяніць да чорнай дзіры, калі прыняць, што сіла гравітацыі іграе ролю тэмпературы, а плошча паверхні гарызонту падзей прапарцыянальная энтрапіі.

Адным з прадказанняў дадзенай тэорыі стаў вывад аб тым, што чорныя дзіры павінны выпраменьваць. Аднак гэтая выснова знаходзіцца ва ўяўнай супярэчнасці з уласцівасцю чорнай дзіры не выпускаць нічога з-пад свайго гарызонту падзей. Вырашэнне гэтага парадоксу было дадзена Стывенам Хокінгам. Ён паказаў, што выпраменьванне чорнай дзіры — названае пасля выпраменьваннем Хокінга — узнікае за кошт квантавых эфектаў, прычым выпрамененыя часціцы не выходзяць з-пад гарызонту падзей, а нараджаюцца паблізу яго. Вылічаная Хокінгам інтэнсіўнасць выпраменьвання супала з той, якая чакалася на аснове тэрмадынамічнага падыходу. Гэта стала пацвярджэннем таго, што тэрмадынаміка чорных дзір сапраўды мае рэальны фізічны сэнс.

 Спасылкі 

 Black hole thermodynamics, hep-th/0502195, S.F.Ross, 44 стр.
 Wald, R.M., The Thermodynamics of Black Holes, Living Rev. Relativity, 4, (2001), 6. Online Article.

Катэгорыя:Тэрмадынаміка
Катэгорыя:Рэлятывісцкія і гравітацыйныя з’явы
Катэгорыя:Чорныя дзіркі