ПОВЕРЖЕНИЕ МИФА: ПОВЕРХНОСТЬ ЧЕРНЫХ ДЫР НЕ МОЖЕТ УМЕНЬШАТЬСЯ
Недавние исследования подтвердили долгожданную гипотезу о том, что поверхность черной дыры не может уменьшаться. Это откритие имеет значительные последствия для нашего понимания черных дыр и их связи с термодинамикой.
Исследование черных дыр и их взаимодействий по-прежнему является одной из самых захватывающих тем в астрофизике. Основная идея заключается в том, что черные дыры, обладая горизонтами событий и квантовой неопределенностью, могут испускать тепловую энергию, известную как излучение Хокинга. Хотя это явление еще не было окончательно доказано, оно поддерживается многими полуклассическими моделями, которые согласуются с термодинамическими законами.
ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ И ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ
В термодинамике есть четыре основных закона, которые можно адаптировать к черным дырам:
Первый закон: Энергия сохраняется, то есть потеря тепловой энергии одним объектом ведет к ее приобретению другими.
Второй закон: Тепловая энергия движется от более горячих объектов к более холодным, что подтверждает концепцию о том, что энтропия системы никогда не может уменьшаться.
Третий закон: Невозможно охладить объект до абсолютного нуля.
Для черных дыр эти законы преобразуются следующим образом:
Первый закон: Температура черной дыры определяется площадью ее горизонта событий.
Второй закон (так называемая Теорема о площади): Площадь горизонта событий объединенной черной дыры не может быть меньше суммы площадей двух оригинальных черных дыр.
Третий закон: Невозможно убрать горизонт событий черной дыры, изменяя ее вращение или электрический заряд.
Проверка теоремы о площади черных дыр показывает, что при слиянии двух черных дыр конечная черная дыра должна иметь как минимум такую же площадь, как и исходные черные дыры. Это ограничение накладывает серьезные условия на массу образующейся черной дыры и, тем самым, на энергию, выделяемую при слиянии.
СЛИЯНИЕ ЧЕРНЫХ ДЫР: НОВЫЕ ДАННЫЕ
Недавние исследования, такие как анализ гравитационных волн от слияния черных дыр GW150914 и GW230814, подтверждают теорему о площади с доверительным уровнем 97% и 99,5% соответственно. Хотя это значение не достигает традиционного уровня 5σ, необходимого для строгих научных выводов, результаты подтверждают правильность черной дыры как термодинамической системы.
Таким образом, концепция черной дыры, как объекта, который подчиняется термодинамическим законам, становится все более убедительной. Это открытие не только углубляет наше понимание природы черных дыр, но и подчеркивает связи между обычной, повседневной физикой и космическими явлениями. Как следует из всего вышеизложенного, когда мы согреваем руки горячей чашкой чая, мы сталкиваемся с теми же законами физики, которые управляют динамикой черных дыр.
