有限时间下的黑洞热力学

有限时间热力学提供了依据现实重新审视理想热力学平衡过程并研究能量上的“仓促代价”的手段，即在有限时间内执行过程的后果，此时由于经济原因或过程本身的性质而无法等待完美平衡。采用几何热力学的形式体系，由该过程的热力学长度导出了过程中耗散能量的下界。长度的概念此处是通过平衡热力学空间上的度量结构定义的，该空间由一组描述系统的热力学变量张成。由于有限时间热力学的目标是获得对理想化情景的现实限制，它成为重新评估热力学过程效率的有用工具。我们考察了其对黑洞热力学的影响，特别是受彭罗斯过程（一个可从旋转黑洞提取功的思想实验）启发的情景。我们考虑一个克尔黑洞，其通过某种机制失去质量和角动量。从热力学上讲，这样的过程在黑洞的平衡相空间中描述，但实际上它既不可逆也不无限缓慢。因此我们计算了由非理想有限时间效应引起的耗散能量。