Kara Delik Termodinamiği (black hole thermodynamics)

Fizikte kara delik termodinamiği, termodinamik yasalarını kara delik olay ufuklarının varlığı ile bağdaştırmak amaçlayan bir çalışma alanıdır. Kara cisim radyasyonunun istatistiksel mekaniğinin incelenmesi kuantum mekaniği teorisinin ortaya çıkmasını yönlendirdiğinden, kara deliklerin istatistiksel mekaniğini anlama çabası, kuantum gravitenin anlaşılması üzerinde derin bir etkiye sahipti ve Holografik ilkenin formülasyonuna yol açtı.

Kara delik mekaniği yasaları

Kara delik mekaniğinin dört yasası, kara deliklerin karşılayacağına inanılan fiziksel özelliklerdir. Termodinamik yasalarına benzer bu yasalar Jacob Bekenstein, Brandon Carter ve James Bardeen tarafından keşfedildi, değerlendirmeler Stephen Hawking tarafından yapıldı.

Yasaların Açıklaması

Kara delik mekanik yasaları geometrik birimlerle ifade edilir.
(Geometrikleştirilmiş birim sistemi veya geometrik birim sistemi, temel fiziksel birimlerin, ışığın boşluktaki hızı c ve gravitasyonal sabit G'nin bire eşit olacağı şekilde seçildiği doğal birimler sistemidir; c = 1, G = 1)

Sıfırıncı yasa

Ufuk, sabit bir kara delik için sabit yüzey gravitesine sahiptir.

Birinci yasa

Durağan kara deliklerin pertürbasyonları için enerji değişimi, alan değişimi, açısal momentum ve elektrik yükü ile ilişkilidir.

dE = (k / 8p) dA + W dJ + f dQ

E: enerji, k: yüzey gravite, A: ufuk alanı, W: açısal hız, J: açısal momentum, f: elektrostatik potansiyel, Q: elektrik yüküdür.

İkinci yasa

Ufuk alanı, zayıf enerji koşulu varsayıldığında, zamanın azalmayan bir fonksiyonudur:

dA / dt ³ 0

Bu ‘yasa’nın yerini, Hawking'in karadeliklerin yayıldığını ve bunun da hem kara deliğin kütlesinin hem de ufuk alanının zamanla azalmasına neden olduğu keşfi aldı.

Üçüncü Yasa

Yüzey gravitesi yokolan bir kara delik oluşturmak mümkün değildir; k = 0, elde edilemez.

 

Jacob Bekenstein
(1947 – 2015)

 

Brandon Carter
(1942 – )

 

J.Maxwell Bardeen
(1939 – )

 

Stephen Hawking.
(1942 – 2018)


(a) Birleşen iki kara deliğin tasviri, (b) iki kara deliğin birbirine sarmal olarak yaydığı gravitasyonal dalgalar (C. Henze/NASA Ames Araştırma Merkezi)

Kara Deliklerin Özellikleri

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole_thermodynamics

2 Ağustos 2021

 

GERİ (Stephen Hawking)
GERİ (kara delikler)