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由热传递的联想(世界末日)_物理吧_百度贴吧
tieba.baidu.com/p/81878147 - 轉為繁體網頁热力学第二定律是普适的,和热传递的方式无关,都是从高温物体传到低温物体,但是因为引力系统热容是负的,所以传递热量最终导致的是温差继续加大,所以不会 ... -
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在普通热力学系统中,相变和临界行为是一个重要的现象。黑洞作为一个热力学系统,自然也有相变和临界行为。在黑洞热力学中,现在存在两种关于临界点的观点。一种观点是Davies提出的。Davies是第一个用热力学语言讨论Kerr-Newmann黑洞的临界行为的人。KN黑洞热容C从C=-M/T<0的Schwarzschild黑洞变化到C=0的Kerr-Newmann黑洞,并且是从正趋于0。C在J和Q的某些值范围内会改变符号,这意味着热容必定在某一点发散,发散点为无限间断点。就是基于这个热容的无限间断点,Davies指出在黑洞热力学中存在二级相变,临界点就是热容发散点。对于Kerr黑洞,Davies指出相变由稳定态转变为非轴对称的动态相(dynamic phase),并且有新的自由度出现。Lousto研究了四维旋转带电黑洞,并得到了临界指数,发现临界点得出的临界指数是满足标度律(the scaling laws)的。
但是有不少人质疑这个临界点的解释。Sokolowski和Mazur认为在这个临界点和相变的性质非常不清楚,所谓的动态相(dynamic phase)到底意味着什么是很含糊的。他们指出,在这个临界点黑洞的几何并没有性质上的改变,也就是说没有明显的物理性质上的改变,事件视界没有失去其奇性,黑洞内部的状态也没有受到影响。所以,从物理上把该点称为临界点是不合适的。
另一种观点是认为在黑洞的极端极限(extremal limit)是黑洞的临界点。Pavon和Rubi用Landau-Lifshitz的流体力学(hydrodynamic)涨落理论讨论了Schwarzschild黑洞和Kerr黑洞,并计算了一般Kerr黑洞的能流和角动量通量的二阶矩(second moment)。他们的工作发现有些二阶矩在极限J趋近M^2时发散,这可以解释为从一般从极端Kerr黑洞(J = M2)到非极端Kerr黑洞(J < M2)的相变。Pavon在其后来的一篇文章中用类似的方法讨论了Reissner-Nordstrom黑洞的情况,在极限Q趋于M下,得出了相同的结论。由统计力学知道,相变通常伴随着一些相关的二阶矩的发散,所以,将黑洞的极端极限认为是从极端Reissner-Nordstrom黑洞(Q = M)到非极端Reissner-Nordstrom黑洞(Q < M)的相变是合理的。另外,他们的结果也显示在Davies的相变点,二阶矩没有显示有任何的特别之处,这个结论也说明在Davies相变点没有真实的物理上的相变存在。而且这个相变伴随着黑洞辐射性质的突然转变。极端黑洞是没有自发Hawking辐射的(因为在极端极限下,Hawking温度为T = 0),只有超辐射散射(superradiant scattering),而非极端黑洞可以通过这两种机制发射粒子和辐射。另外,在研究二阶矩时,发现和自关联(autocorrelation)相关的二阶矩在极端极限时为0。在流体力学和带电系统中,当涨落系统中的一个相关参数达到一个边界值时,其自相关也为0。由宇宙监督假设知,若J > M2或Q > M,则相应黑洞的事件视界消失,出现裸奇性,这将破坏因果律,是不可能出现的。所以,J = M2或Q = M可以认为是黑洞的边界值。这里也出现了和普通热力学系统的对应。以上结果都说明将黑洞的极端极限作为黑洞的临界点是有真实的物理意义的。Kaburaki发现在极端黑洞的临界点同样也是满足标度律(the scaling laws)的。
By the way:今晚开班会,给出了论文的deadline——5.1前!没多少时间了。