空旷空间中黑洞蒸发的广义第二定律与非平衡过程
广义相对论与量子宇宙学
2009-11-11 v2 天体物理学
高能物理 - 理论
摘要
当黑洞位于空旷空间中且仅存在哈勃辐射场（哈勃场）时，黑洞会蒸发，其熵值会减小。广义第二定律保证整个系统（由黑洞与哈勃场组成）的总熵增大，即哈勃场的熵增快于黑洞熵的减小。凭直觉看，人们可能认为哈勃场的熵增源于该场复合粒子间的自相互作用，所谓“自我”松弛导致熵增。若哈勃场不具自相互作用性，则显然不存在自我松弛，因而可能认为总熵不增大。然而，借助近期发展的非平衡热力学，我们发现即便哈勃场不具自相互作用性，其熵增速率仍快于空旷空间中沿黑洞蒸发过程的黑洞熵减速率。哈勃场熵增的来源是黑洞温度的提升。因而可建议在非平衡热力学框架下理解广义第二定律；即便哈勃场不存在自我松弛，黑洞在蒸发过程中温度的提升仍导致哈勃场熵增，从而实现总熵的增大。
引用
@article{arxiv.gr-qc/0609022,
title = {The generalised second law and the black hole evaporation in an empty space as a nonequilibrium process},
author = {Hiromi Saida},
journal= {arXiv preprint arXiv:gr-qc/0609022},
year = {2009}
}
备注
13 pages, 6 figures. Accepted for publication in "Classical and Quantum Gravity" at 1 September 2006, mis-typo is corrected