Тэрмадынаміка чорных дзірак

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці

Тэрмадынаміка чорных дзірак у фізіцы - фенаменалагічны падыход да вывучэння чорных дзірак, заснаваны на яе апісанні ў тэрмінах макраскапічнага падыходу, аналагічнага тэрмадынаміцы. Паспяховасць такога падыходу звязана з лімітавай прастатой раўнаважкіх чорных дзірак, якія валодаюць малым лікам ступеняў свабоды.

Першапачатковыя ідэі адносна прымянення тэрмадынамікі да апісання чорных дзірак былі выказаны Бекенштейнам ў 1973 годзе[1]. Ён пералічыў наступны набор уласцівасцяў чорных дзірак:

  • Сіла гравітацыі аднолькавая па ўсёй паверхні гарызонту падзей.
  • Плошча гарызонту падзей чорнай дзіркі 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 уласцівасці вельмі нагадваюць (і больш за тое, матэматычна эквівалентныя) пачаткі тэрмадынамікі (існаванне тэмпературы, сувязь ўнутранай энергіі з энтрапіяй, і закон ўзрастання энтрапіі). Гэта значыць увесь апарат тэрмадынамікі можна прымяніць да чорнай дзіркі, калі пакласці, што сіла гравітацыі гуляе ролю тэмпературы, а плошча паверхні гарызонту падзей прапарцыянальная энтрапіі.

Адным з прадказанняў дадзенай тэорыі стаў выснову аб тым, што чорныя дзіркі павінны выпраменьваць. Аднак гэтая выснова знаходзіцца ў ўяўнай супярэчнасці з уласцівасцю чорнай дзіркі не выпускаць нічога з-пад свайго гарызонту падзей. Дазвол гэтага парадоксу было дадзена Стывенам Хокінгам[2]. Ён паказаў, што выпраменьванне чорнай дзіркі - названае пасля выпраменьваннем Хокінга - узнікае за кошт квантавых эфектаў, прычым выпраменьванні часціцы не выходзяць з-пад гарызонту падзей, а нараджаюцца зблізку яго. Вылічаная Хокінгам інтэнсіўнасць выпраменьвання супала з той, якая чакалася на падставе тэрмадынамічнага падыходу. Гэта з'явілася пацвярджэннем таго, што тэрмадынаміка чорных дзірак сапраўды мае рэальны фізічны сэнс.

Зноскі

  1. Jacob D. Bekenstein Black Holes and Entropy (англ.)  // Phys. Rev. D. — 1973. — Т. 7. — С. 2333—2346.
  2. S. W. Hawking Particle creation by black holes (англ.)  // Comm. in Math. Phys. — 1975. — Т. 43. — С. 199—220.

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]