Чорні діри — одні з найнезвичайніших об’єктів, передбачених загальною теорією відносності Ейнштейна. Вони мають цікаву історію, оскільки принесли теоретикам чимало несподіванок і дали змогу краще зрозуміти природу простору-часу.
Згідно з теорією всесвітнього тяжіння Ісаака Ньютона, якщо підкинути предмет, він упаде під дією земного тяжіння. А чи можна запустити його з такою швидкістю, щоб він не повернувся на Землю? Можна.
Якщо надати йому швидкості, більшої за другу космічну (близько 11 $km\,c^{-1}$), тоді він покине гравітаційне поле планети. Ця швидкість виходу залежить від маси та радіуса земної кулі. Якби Земля була масивнішою за її нинішнього розміру або мала менший радіус, то ця швидкість була б більшою.А що, як густина і маса космічного тіла настільки великі, що швидкість виходу з його гравітаційного поля більша за швидкість світла? Таке тіло видаватиметься зовнішньому спостерігачеві абсолютно чорним, оскільки світло не може його покинути.
читатиВідкриття Гокінгом теплового випромінювання чорної діри було для більшості фахівців цілковитою несподіванкою, хоча на момент цього відкриття вже існувало досить багато міркувань, які свідчили про тісне переплетення фізики чорних дір і термодинаміки.
Вілер, мабуть, першим звернув увагу на те, що в межах класичної теорії тяжіння вже сам факт існування чорної діри суперечить закону зростання ентропії. Справді, уявімо, що чорна діра поглинає гаряче тіло, яке має певний запас ентропії. Тоді зовнішній спостерігач бачить зменшення повної ентропії в частині світу, доступній для його спостереження. Суто формально цього зменшення ентропії можна було б уникнути, якби просто приписати ентропію, пов'язану з тілом, що впало, внутрішній області чорної діри. Однак цей вихід явно незадовільний, оскільки будь-які спроби зовнішнього спостерігача визначити значення ентропії, поглинутої чорною дірою разом із гарячим тілом, приречені на невдачу. Крім того, стан речовини, що падає на чорну діру, міг задаватися безліччю мікроскопічних параметрів, а після падіння, згідно з теоремою про відсутність волосся у чорної діри, має описуватися лише трьома: масою, моментом імпульсу та електричним зарядом. Через короткий час після цього процесу чорна діра стає стаціонарною і внаслідок ефекту випадіння волосся повністю забуває такі деталі, як будова тіла, що впало, та його ентропія.
Цей огляд є продовженням
читати
Прогрес у галузі фундаментальної фізики часто супроводжується введенням нового принципу, який є ключовим орієнтиром, що спрямовує теорію до успіху.
читати