Чёрные дыры как кипящая вода: термодинамическая аналогия 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.

Исследователи применили нетрадиционный математический аппарат к уравнениям искривления пространства-времени и обнаружили новый класс заряженных чёрных дыр. Их термодинамическое поведение поразительно напоминает знакомый процесс: фазовый переход воды при закипании. При критических значениях давления, объёма и температуры грань между «жидкой» и «газообразной» фазой чёрной дыры исчезает — аналогично критической точке воды, где жидкость и пар становятся неразличимы.

У всех подобных чёрных дыр соотношение этих трёх термодинамических параметров остаётся неизменным, словно универсальная кулинарная пропорция.

Ранее Стивен Хокинг и Яаков Бекенштейн показали, что чёрные дыры обладают температурой и энтропией (мерой беспорядка системы). Новое исследование через математический анализ уравнений поля выявило, что переходы между состояниями этих объектов подчиняются тем же закономерностям, что и фазовый переход «жидкость–пар». Наиболее примечательный результат: при удалении из расчётов определённого математического члена — своего рода «приправы» — чёрная дыра термодинамически ведёт себя как идеальный газ, моделирующий превращение воды в пар.

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