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白洞热力学

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白洞热力学(英语:White hole thermodynamics),或称作白洞力学,是将热力学的基本定律应用到对尚未发现的白洞的研究而产生的理论。

白洞的力学性质

白洞的视界是个单向膜,但是只出不进,向外部区域提供物质和能量,但不吸收外部区域的任何物质和辐射。亦可说白洞是黑洞的时间反演。白洞和黑洞的外部引力性质一样,都可以用史瓦西度规描述,白洞是一个引力源,可以被其它天体吸引,并吸引其它天体。而且白洞附近引力场很强,周围的尘埃、气体会不断地被吸积而落到它上面。不过这些物质无法进入白洞内部,只能在其边界形成物质层。白洞可能处于类星体和活动星系核的中心,当白洞内部喷射出来的物质与白洞周围吸积的物质在边界上猛烈相撞时,可以释放出巨大的能量。

白洞熵

白洞被认为是黑洞的时间反演,故理论上,物理行为应与之相对应。如果白洞的熵也遵循与黑洞相似的定义,则白洞熵也会和表面积成正比:

这与贝肯斯坦上限(贝肯斯坦-霍金公式)类似。

白洞被认为是高度有序的,因此,它的熵似乎接近零。然而,我们也可以认为白洞的熵是负的,这意味着它可能对应于黑洞,减少着它的负熵。

黑洞会将信息丢失,此即黑洞信息佯谬。与之相反,白洞会将信息放回宇宙,因此,可以得出两种不同的观点:

  1. 白洞熵等于黑洞熵,因为是时间反演的结果。
  2. 白洞熵为零,因为讯息被放回宇宙。

另外,在宇宙学框架中,白洞对应于大爆炸的某些高能量事件,引申出了大爆炸是一个白洞,对应于它的低熵状态。

白洞的热力学定律

白洞热力学第零定律

白洞事件视界表面具有相同的反向重力,即

白洞热力学第一定律

白洞质量的微小变化与其“负”的关系为:

其中质量是事件视界面积,是白洞的角速度是它的角动量是事件视界的电动势,电荷

白洞热力学第二定律

白洞的事件视界面积在物理过程中必不增加,即

此结果与热力学第二定律相悖。

白洞热力学第三定律

白洞的表面重力不得为零,也就是无法实现完全稳定的白洞;换句话说,白洞的温度无法为零。