¿Por qué ' t rodeados de agujeros negros?

Question

El Bekenstein bound es un límite a la cantidad de entropía de un sistema termodinámico puede tener. El límite está dado por la siguiente expresión: \begin{equation} S \leq \frac{2 \pi k R E}{\hbar c} \end{equation} donde $k$ es Boltzmann, $R$ es el radio de una esfera que puede encerrar el sistema dado, $E$ es el total de masa–energía, incluyendo cualquier resto masas, $ħ$ es la reducción de la constante de Planck y $c$ es la velocidad de la luz.

La igualdad se alcanza para los Agujeros Negros.

Ahora, un sistema está en equilibrio termodinámico cuando la entropía del sistema es máxima y las restricciones del sistema( presión, volumen, etc.) están satisfechos. En nuestro diario vivir, cuando consideramos termodinámico de los sistemas, el obligado es conseguir nunca; sólo termodinámico de los sistemas en la escala de los objetos astronómicos parecen satisfacer.

¿Por qué es la igualdad sólo se logra a ciertas escalas?

Answer 1

El volumen de la escala de un agujero negro no tiene nada que ver con sus propiedades.

Los agujeros negros se presentan tantos francamente extraño y comportamientos extremos, no por su tamaño, sino por la ridícula cantidad de masa que tienen.

Pensar acerca de la ley de newton de la gravitación por un momento. La fuerza gravitacional entre dos objetos es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos y proporcional tanto a los objetos de masas.

Ahora imagina una esfera de estrellas. La fuerza gravitacional que sentía por otro objeto de la estrella se dirige hacia el centro de la estrella, casi como si toda la masa de la estrella se localiza en el punto central y el volumen de la estrella representa simplemente un límite físico que mantiene otro asunto de venir cerca del centro.

Si usted encogido la estrella hacia abajo a un tamaño que es el punto-como en comparación con su volumen original, pero mantiene toda la masa (como las estrellas de colapso para formar agujeros negros), usted sería capaz de lograr una mayor fuerza de gravedad por newtons ecuación porque usted sería capaz de llegar mucho, mucho más cerca de la espacialmente localizada la fuente de la fuerza gravitatoria.

El mismo concepto se aplica a cualquier escala. Si de alguna manera le apretó la masa de un continente entero en un volumen del tamaño de la punta de un lápiz (o algo así), no puede ser un horizonte de sucesos alrededor de la punta del lápiz que representa la distancia desde el centro donde la gravedad se vuelve demasiado intenso, incluso para que la luz escape. Esencialmente, usted tendría un agujero negro.

Answer 2

El Bekenstein obligado dice la máxima entropía que puede estar contenida en un determinado volumen. No decirle a la máxima entropía de un sistema cerrado con un límite de densidad de energía. La distinción es muy importante aquí. Para un sistema con una relativamente baja densidad de energía, el estado de máxima entropía no es un agujero negro. Es, en cambio, la radiación difusa. Esta es la razón por la Radiación de Hawking existe. Cuando un agujero negro irradia hacia el espacio vacío, el total de entropía es mayor (1).

Entonces, esa es parte de la respuesta a su pregunta - baja energía termodinámica de los sistemas no se asienten en los agujeros negros debido a que no es su máxima entropía estado en el primer lugar. Su seguimiento pregunta podría ser: bien, entonces, ¿por qué es el límite de la entropía de la densidad sólo se satisface en escalas astronómicas?

Creo que la mejor respuesta que puedo dar es este: la gravedad es la única entre las fuerzas en que siempre es atractivo, y como resultado de ello tiene mucho más capacidad de poner la materia, y por lo tanto la entropía, en una pequeña área. Pero la gravedad es también, como es sabido, mucho, mucho, mucho más débil que cualquiera de las otras fuerzas, por lo que sólo es relevante en grandes escalas, donde todas las otras fuerzas se cancelan debido a la detección de efectos. Casi con certeza existe una buena razón por la que la gravedad tiene estas dos propiedades distintivas, pero como yo sé que vamos a necesitar una comprensión de la gravedad cuántica para abordar realmente esas preguntas.