ثقوب سوداء تشبه الماء المغلي ✛

الأصل: "Van der Waals Black Holes: Universality, Quantum Corrections, and Topological Classifications"
· Ankit Anand, Saeed Noori Gashti
arXiv:2507.21663 · 2025-07-29 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
بعض الثقوب السوداء تتصرف مثل الماء المغلي: يمكنها أن تتبخر وتتكثف.

بعض الثقوب السوداء تتصرف مثل الماء: يمكنها أن تغلي وتتكثف. قيست إنتروبيتها (الاضطراب) سابقاً بمساحة الأفق — وهو اكتشاف جاكوب بيكينشتاين وستيفن هوكينغ. لكن التأثيرات الكمومية عقّدت الإنتروبي؛ ومع ذلك بقيت العلاقة بين الحالات القصوى — مثل قطرة ماء تغلي وتتبخر، لكنها تخضع لقوانين السوائل العامة.

بنى العلماء خريطة طوبولوجية للحالات، موسومة بالشحنات. التصحيحات الكمومية المختلفة ترسم خرائط مختلفة. في إحدى الحالات، الشحنات مستقرة، وفي الأخرى تنقسم إلى مجموعات، لكن المجموع الكلي لأوزانها لا يتغير. هذه الشحنات أشبه بفقاعات في قطرة تغلي: مواقعها تتغير، بينما تبقى "الأهمية" الكلية نفسها. الأكثر إثارة للدهشة: كلما كان الثقب الأسود أضخم، كان أبرد. حاملو الأرقام القياسية أبرد من الخلفية الكونية — درجة حرارتهم تقارب الصفر المطلق.

أضخم ثقب أسود قد يكون أبرد من الفضاء المحيط به — درجة حرارته تقارب الصفر المطلق.

\frac{\partial M_{\text{ext}}}{\partial \epsilon} = \lim_{M \to M_{\text{ext}}} \left( -T \frac{\partial S}{\partial \epsilon} \right) \cdot \frac{\partial S_{\text{BH}}}{\partial S}
مشتقة الكتلة الحدية بالنسبة لمعامل التصحيح تساوي نهاية حاصل ضرب درجة الحرارة في مشتقة الإنتروبيا، مضروباً في عامل التصحيح، وهو مشتقة مساحة الأفق بالنسبة للإنتروبيا المعدلة.
S = \pi r_h^2 - \frac{\alpha \pi}{4} \ln\left(\frac{4r_h^2 + \alpha}{\alpha}\right)
تحصل الإنتروبيا على تصحيح لوغاريتمي سالب يقللها مقارنة بمساحة الأفق.
العلماء
Jacob BekensteinStephen HawkingJohn Archibald WheelerFritz ZwickyKarl SchwarzschildSubrahmanyan Chandrasekhar
المفاهيم
إنتروبيا والد ترموديناميكا الثقب الأسود قانون مساحة هوكينغ تصحيح لوغاريتمي تصحيحات كمومية الحماية الطوبولوجية تفردات الجاذبية المعدلة ثقب أسود أقصى متري شفارتسشيلد شحنة طوبولوجية النسبية العامة شحنة مدية إنتروبيا بيكينشتاين-هوكينج مبرهنة هوكينغ للمساحة جاذبية كلاسيكية طوبولوجيا قانون فين للإزاحة مبدأ اللايقين المعمم الهوموتوبيا استقرار أفق الحدث