事件视界处的黑洞热力学 第2部分：开放系统、马尔可夫动力学与来自非旋转黑洞的功提取

黑洞热力学提供了一个独特的场景，其中通用相对论、量子场论和统计力学相互交汇。在半经典引力中，这种相互作用最终体现在广义第二定律（GSL）中，其现代证明依赖于应用于事件视界上观测代数的信息论技术。这些证明在结构上与由马尔可夫动力学支配的开放量子系统热力学具有近似的结构。本文中，我们在区域边界为非扩张因果视界的量子场动力学与量子系统弱耦合于平衡储备库的热力学之间建立了类比。我们引入了一个词典，将晚期时间边界条件与储备库的选择相关联，将真空态与动力学的固定点相关联，将模块哈密顿量与热力学势能相关联。基于来自未来事件视界处双重广义第二定律的伴随论文的结果，我们展示了关联热力学势能中出现的额外项天然地解释为功贡献。我们证明，事件视界处的某些非热平凡真空态允许自治热力学引擎的运行，并实现对辐射的功提取。将分析扩展到 Schwarzschild 和 Kerr 背景下的 Unruh 真空态，我们获得包含灰体效应和角动量流的广义格拉姆势能型定律。总体而言，我们的结果阐明了黑洞动力学的热力学描述，并将其置于更广泛的开放量子热力学框架内。