论黑洞热力学、奇点与引力熵

黑洞热力学在其提出近半个世纪后仍存在许多基本问题。例如，产生所述热力学性质的黑洞视界 underlying 自由度是什么？此外，经典黑洞还包含时空奇点。尽管人们常相信量子引力会“治愈”奇点，但正如 Penrose 所强调的，这一观点需要更深入的审视。在本综述中，我将考察奇点在量子引力中保留的可能性、它们可能扮演的角色，以及奇点与黑洞热力学之间可能的联系。我还将讨论如何——受 Penrose 的 Weyl 曲率假说启发——利用曲率不变量定义黑洞的引力熵，以及一个令人惊讶的推论：不同引力理论中黑洞的熵是时空曲率的不同表现，即它们的 underlying 微观结构可能不同。最后，我综述了最近为单旋转 Myers-Perry 黑洞(包括 Kerr 黑洞)建立的“胡克定律”，它将黑洞碎裂——黑洞热力学第二定律的后果——与最大“胡克力”以及 Ruppeiner 的热力学几何联系起来。这也提出了研究黑洞微观结构的新方法，并暗示某些黑洞可能超出胡克 regime(从而具有不同微观结构)。在审视黑洞热力学、时空奇点与宇宙监督以及引力熵之间的显著联系时，我将指出一些微妙之处，提供若干新思考，并提出一些困难但基本的问题，包括黑洞热力学是否真的只是“普通热力学”还是某种相当不同的东西。