Чёрные дыры ведут себя как кипящая вода экспресс

Оригинал: "Dunkl-Corrected Deformation of RN-AdS Black Hole Thermodynamics"
· Maryem Jemri
arXiv:2512.19200 · 2025-12-22 · CC BY 4.0 · 1 мин
Учёные открыли, что чёрные дыры могут вести себя как кипящая вода: они имеют критическую точку и подчиняются знакомым законам термодинамики.

📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Учёные применили необычный математический подход в уравнениях искривления пространства-времени и получили новый тип заряженных чёрных дыр. Их поведение оказалось на удивление знакомым: так ведёт себя вода в кастрюле, когда начинает закипать. При определённом сочетании давления, объёма и температуры разница между «жидкой» и «газообразной» чёрной дырой стирается. Это в точности как критическая точка воды: пар и жидкость становятся неразличимы.

У всех подобных чёрных дыр отношение этих трёх величин остаётся постоянным, словно универсальная кулинарная пропорция.

Ещё Стивен Хокинг и Яаков Бекенштейн доказали, что у чёрных дыр есть температура и энтропия (мера беспорядка). Новое исследование добавляет, что переходы между состояниями этих объектов подчиняются тем же законам, что и кипение пара. Самое неожиданное: если убрать из расчётов математическую «приправу», чёрная дыра ведёт себя в точности как идеальный газ, описывающий превращение воды в пар.

Оригинальная аннотация

как её написали авторы, на английском arXiv:2512.19200

In this work, we derive a new class of charged black holes by introducing Dunkl derivatives in the four dimensional spacetime. To construct such solutions, we first compute the Ricci tensor and the Ricci scalar using the Christoffel symbols. Substituting them into the modified Einstein field equations via extended Dunkl derivations, we obtain the metric function of charged Dunkl black holes. Next, we investigate the charge effect on the corresponding thermodynamical properties by computing the associated quantities. To study the thermal stability, we calculate the heat capacity. After that, we approach the P-v criticality behaviors by determining the critical pressure Pc, the critical temperature Tc and the critical specific volume vc in terms of Q and two parameters A and B carrying data on the Dunkl reflections. Precisely, we show that the ratio Pcvc Tc is a universal number with respect to the charge Q and B parameters. Taking a zero limit of A, we recover the Van der Waals fluid behaviors. For Joule-Thomson expansion effects for such charged black holes, we reveal certain similarities and the differences with Van der Waals fluids. Finally, we discuss the phase transitions via the Gibbs free energy computations.

Чёрные дыры не вечны: из-за излучения Хокинга они медленно испаряются. Крошечная чёрная дыра могла бы «вскипеть» и исчезнуть за долю секунды.

\frac{P_c v_c}{T_c} = \text{const}
P_c — критическое давление, v_c — критический удельный объём, T_c — критическая температура; их отношение постоянно для всех исследованных чёрных дыр.
Учёные
Stephen HawkingJacob BekensteinFritz ZwickyKarl SchwarzschildSubrahmanyan ChandrasekharRainer Weiss
Понятия
заряженная чёрная дыра приливный заряд термодинамика чёрных дыр отношение заряда к массе критический коллапс метрика Шварцшильда метрика Керра энтропия Вальда