---

<< Prostranstvo, vremya i teoriya strun | Oglavlenie  |

---

Otvet iz teorii strun

Chto takoe entropiya chernoi dyry ?

   Dvumya vazhneishimi termodinamicheskimi velichinami yavlyayutsya temperatura i entropiya. S temperaturoi kazhdyi znakom po boleznyam, prognozam pogody, goryachei pishe i t.d. A vot ponyatie entropii dovol'no daleko ot povsednevnoi zhizni bol'shinstva lyudei.
   Rassmotrim sosud, zapolnennyi gazom nekoi molekuly M. Temperatura gaza v sosude yavlyaetsya pokazatelem srednei kineticheskoi energii molekul gaza v sosude. Kazhdaya molekula kak kvantovaya chastica obladaet kvantovannym naborom energeticheskih sostoyanii, i esli my ponimaem kvantovuyu teoriyu etih molekul, to teoretiki mogut poschitat' kolichestvo vozmozhnyh kvantovyh mikrosostoyanii etih molekul i poluchit' nekoe chislo v otvet. Entropiei nazyvayut logarifm etogo chisla.
   Kogda stalo yasno, chto chernye dyry isparyayutsya kvantovym obrazom, takzhe vyyasnilos', chto chernye dyry obladayut termodinamicheskimi svoistvami, shozhimi s temperaturoi i entropiei. Temperatura chernoi dyry obratno proporcional'na ee masse, tak chto v processe ispareniya chernaya dyra stanovitsya vse goryachee i goryachee.
   Entropiya chernoi dyry ravna odnoi chetvertoi ot ploshadi ee gorizonta sobytii, tak chto entropiya stanovitsya vse men'she i men'she pri isparenii chernoi dyry, tak kak gorizont stanovitsya men'she i men'she v processe ispareniya.
   Odnako v strunnoi teorii poka chto net yasnogo sootnosheniya mezhdu kvantovymi mikrosostoyaniyam kvantovoi teorii i entropiei chernoi dyry.

Chernye dyry i brany v strunnoi teorii

   Chernaya dyra eto ob'ekt, kotoryi opisyvaetsya geometriei prostranstva-vremeni i predstavlyayushii soboi reshenie uravneniya Einshteina. V strunnoi teorii na bol'shih masshtabah resheniya uravneniya Einshteina modificiruyutsya ochen' nebol'shimi popravkami. No, kak my vyyasnili vyshe, geometriya prostranstva-vremeni ne yavlyaetsya fundamental'nym ponyatiem v ramkah strunnoi teorii, krome togo, sootnosheniya dual'nostei predlagayut al'ternativnoe opisanie na malyh masshtabah ili pri sil'noi svyazi toi zhe samoi sistemy, tol'ko vyglyadet' ono budet sovsem po-drugomu.
   Special'nym tipom chernyh dyr, kotorye ochen' vazhny v strunnoi teorii, yavlyayutsya tak nazyvaemye BPS chernye dyry. BPS chernaya dyra obladaet kak zaryadom (elektricheskim i/ili magnitnym) i massoi, i pri etom massa i zaryad svyazany sootnosheniem, vypolnenie kotorogo privodit k nenarushennoi supersimmetrii v prostranstve-vremeni vblizi chernoi dyry. Eta supersimmetriya ochen' vazhna, poskol'ku ona privodit k ischeznoveniyu kuchi rashodyashihsya kvantovyh popravok, chto pozvolyaet poluchit' tochnyi otvet o fizike vblizi gorizonta chernoi dyry prostymi vychisleniyami.
   V predydushih glavah my vyyasnili, chto v strunnoi teorii est' ob'ekty, nazyvaemye p-brany i D-brany. Tak kak tochku mozhno schitat' nul'-branoi, to estestvennym obobsheniem chernoi dyry budet chernaya p-brana. Krome togo, poleznym ob'ektom yavlyaetsya BPS chernaya p-brana.
   Krome togo, sushestvuet sootnoshenie mezhdu chernymi p-branami i D-branami. Pri bol'shih velichinah zaryada geometriya prostranstva-vremeni horosho opisyvaetsya chernymi p-branami. No esli zaryad mal, to sistema mozhet byt' opisana naborom slabovzaimodeistvuyushih D-bran.
   V etom predele slabo-svyazannyh D-bran, pri vypolnenii BPS-uslovii, mozhno vychislit' chislo vozmozhnyh kvantovyh sostoyanii. Etot otvet zavisit ot zaryadov D-bran v sisteme.
   Esli vernut'sya nazad k geometricheskomu predelu ekvivalentnosti chernoi dyry sisteme p-bran s takimi zhe zaryadami i massami, mozhno obnaruzhit', chto entropiya sistemy D-bran sootvetstvuet vychislennoi entropii chernoi dyry ili p-brany kak ploshad' gorizonta sobytii.
   Dlya strunnoi teorii eto byl prosto fantasticheskii rezul'tat. No oznachaet li eto, chto imenno D-brany otvetstvenny za fundamental'nye kvantovye mikrosostoyaniya chernoi dyry, lezhashie v osnove termodinamiki chernyh dyr ? Vychisleniya s pomosh'yu D-bran prosto vypolnyat' lish' dlya sluchaya supersimmetrichnyh BPS chernyh ob'ektov. Bol'shaya chast' chernyh dyr vo Vselennoi nesut ochen' malen'kii elektricheskii ili magnitnyi zaryady (esli voobshe nesut), i, voobshe govorya, dovol'no daleki ot BPS-ob'ektov. I do sih por eto ne razreshennaya zadacha - vychislit' entropiyu chernoi dyry dlya takih ob'ektov, ispol'zuya formalizm D-bran.

---

<< Prostranstvo, vremya i teoriya strun | Oglavlenie  |

---

Publikacii s klyuchevymi slovami: Kosmologiya - superstruny - teoriya strun Publikacii so slovami: Kosmologiya - superstruny - teoriya strun
Sm. takzhe: Razlozhenie dalekogo sveta Formirovanie galaktik v magnitnoi Vselennoi "Effekty" Zel'dovicha, zapechatlennye na nashem nebe Sverhnovaya 1994D i neozhidannaya Vselennaya Kuda smeshaetsya krasnoe smeshenie? Samaya dalekaya sverhnovaya tipa Ia Rashid Alievich Syunyaev (k semidesyatiletiyu so dnya rozhdeniya) Vse publikacii na tu zhe temu >>