白洞熱力學

白洞熱力學(英語:White hole thermodynamics),或稱作白洞力學,是將熱力學的基本定律應用到對尚未發現的白洞的研究而產生的理論。

白洞的力學性質

白洞的視界是個單向膜,但是只出不進,向外部區域提供物質和能量,但不吸收外部區域的任何物質和輻射。亦可說白洞是黑洞的時間反演。白洞和黑洞的外部重力性質一樣,都可以用史瓦西度規描述,白洞是一個重力源,可以被其它天體吸引,並吸引其它天體。而且白洞附近重力場很強,周圍的塵埃、氣體會不斷地被吸積而落到它上面。不過這些物質無法進入白洞內部,只能在其邊界形成物質層。白洞可能處於類星體和活動星系核的中心,當白洞內部噴射出來的物質與白洞周圍吸積的物質在邊界上猛烈相撞時,可以釋放出巨大的能量。

白洞熵

白洞被認為是黑洞的時間反演,故理論上,物理行為應與之相對應。如果白洞的熵也遵循與黑洞相似的定義,則白洞熵也會和表面積成正比:

 

這與貝肯斯坦上限(貝肯斯坦-霍金公式)類似。

白洞被認為是高度有序的,因此,它的熵似乎接近零。然而,我們也可以認為白洞的熵是負的,這意味著它可能對應於黑洞,減少著它的負熵。

黑洞會將資訊丟失,此即黑洞資訊悖論。與之相反,白洞會將資訊放回宇宙,因此,可以得出兩種不同的觀點:

  1. 白洞熵等於黑洞熵,因為是時間反演的結果。
  2. 白洞熵為零,因為訊息被放回宇宙。

另外,在宇宙學框架中,白洞對應於大霹靂的某些高能量事件,引申出了大霹靂是一個白洞,對應於它的低熵狀態。

白洞的熱力學定律

白洞熱力學第零定律

白洞事件視界表面具有相同的反向重力 ,即

 

白洞熱力學第一定律

白洞質量的微小變化與其「負」的關係為:

 

其中 質量 是事件視界面積, 是白洞的角速度 是它的角動量 是事件視界的電動勢, 電荷

白洞熱力學第二定律

白洞的事件視界面積在物理過程中必不增加,即

 

此結果與熱力學第二定律相悖。

白洞熱力學第三定律

白洞的表面重力 不得為零,也就是無法實現完全穩定的白洞;換句話說,白洞的溫度無法為零。