Екстремальна чорна діра () — чорна діра з мінімально можливою масою, сумісною з її зарядом та моментом імпульсу. Екстремальні чорні діри мають нульову температуру. Близькоекстремальні чорні діри () з масою, яка є дещо вищою за екстремальне значення, мають просту структуру горизонту подій, що робить їх цінними інструментами для дослідження чорних дір.

Концепція екстремальної чорної діри є гіпотетичною, і досі жодної з них не бспостерігалося у природі. Однак вони виявилися корисними як теоретичні моделі.

Теоретичні характеристики На загальних підставах вважають, що екстремальні чорні діри матимуть нульову гокінгівську температуру та не матимуть випромінювання Гокінга. У суперсиметричних теоріях екстремальні чорні діри часто є суперсиметричними: вони інваріантні відносно кількох надзарядів. Ентропію чорної діри можна розрахувати за допомогою теорії струн.

Одна з гіпотез, відома як «третій закон термодинаміки чорних дір», стверджує, що жоден фізичний процес не може утворити чорну діру зі зникаючою поверхневою гравітацією. Це виключає утворення екстремальної чорної діри; точніше, жоден процес, що включає скінченну кількість кроків, не може створити чорну діру, не порушуючи . Доказ цього Вернер Ізраїль опублікував 1986 року. Однак новіші дослідження стверджують, що робота Ізраеля містить помилку, і тому екстремальні чорні діри насправді можливі. Третій закон термодинаміки для чорних дір завжди залишався суперечливим.

Близькоекстремальні чорні діри Чорна діра, маса якої близька до мінімально можливої маси, сумісної з заданими зарядом та моментом імпульсу, називається близькоекстремальною чорною дірою. Розрахунки таких об'єктів зазвичай виконують за допомогою теорії збурень відносно екстремальної чорної діри. Малий параметр збурення називають неекстремальністю.

У суперсиметричних теоріях близькоекстремальні чорні діри часто є малими збуреннями суперсиметричних чорних дір. Такі чорні діри мають дуже малу гокінгівську температуру, а отже, випромінюють незначну кількість випромінювання Гокінга. Їхню ентропію часто можна розрахувати в теорії струн, подібно до випадку екстремальних чорних дір, принаймні до першого порядку неекстремальності.

Див. також

Інформаційний парадокс чорної діри Квантова гравітація Транспланківська проблема Теорема про додатну енергію

Примітки

Посилання

Екстремальна чорна діра Рейснера — Нордстрема Екстремальні чорні діри N =2