ترمودینامیک سیاهچاله

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

ترمودینامیک سیاهچاله شاخه‌ای از علم فیزیک است که به مطالعه قوانین ترمودینامیک در افق رویداد سیاهچاله می‌پردازد. به همان اندازه که مطالعه مکانیک آماری مربوط به تابش سیاهچاله منجر به ظهور تئوری مکانیک کوانتومی شد،تلاش برای فهمیدن مکانیک آماری سیاهچاله تاثیر شدیدی روی درک گرانش کوانتومی داشت که در نهایت منجر به فرمول بندی اصل تمام نگاری(holographic principle)شد..[۱]

An artist depiction of two سیاه‌چالهs merging, a process in which the laws of thermodynamics are upheld.

قوانین مکانیک سیاه چاله ها[ویرایش]

چهار قانون مکانیک سیاهچاله ها خواص فیزیکی هستند که ما باور داریم سیاه چاله از آن پیروی میکند.این قوانین همانند قوانین ترمودینامیک سیاهچاله،توسط براندون کارتر،استیون هاوکینگ و جیمز باردین کشف شد.

قانون صفرم[ویرایش]

شتاب گرانشی برای یک سیاه چاله غیرچرخان(ایستا)،در همه نقاط افق رویداد آن برابر است.

قانون اول[ویرایش]

تغییرات جرم تابعیتی از تغییرات مساحت افق رویداد سیاهچاله، تکانه زاویه‌ای و بار الکتریکی توسط رابطه زیر داده میشود:

dM = \frac{\kappa}{8\pi}\,dA+\Omega\, dJ+\Phi\, dQ,

که در این رابطه M جرم سیاهچاله،\displaystyle \kappa شتاب گرانشی سطح، A مساحت افق رویداد،\Omega سرعت زاویه ای گردش سیاهچاله، J تکانه زاویه ای، \Phi پتانسیل الکتریکی و Q بارالکتریکی میباشد.

قانون دوم[ویرایش]

با فرض شرایط انرژی ضعیف( weak energy condition )،مساحت افق رویداد تابعی صعودی بر حسب زمان میباشد:

\frac{dA}{dt} \geq 0.

این قانون جایگزینی است برای کشف هاوکینگ که بیان میدارد سیاه چاله ها تابش میکنند،که در نتیجه باعث میشود هم جرم و هم مساحت افق رویداد سیاهچاله کاهش یابد.

قانون سوم[ویرایش]

غیر ممکن است که بتوانیم سیاه چاله ای دشته باشیم که شتاب گرانشی در سطح آن به صفر میل میکند.به بیان دیگر نمیتوان هیچگاه به رابطه \displaystyle \kappa = 0 رسید.

پانویس[ویرایش]

  1. Bousso, Raphael (2002). "The Holographic Principle". Reviews of Modern Physics 74 (3): 825–874. arXiv:hep-th/0203101. Bibcode 2002RvMP...74..825B. DOI:10.1103/RevModPhys.74.825. 

منابع[ویرایش]