¿Cuál es el significado físico del hecho de que el agujero negro Reissner-Nordstrom es termodinámicamente inestable?

Se sabe que el agujero negro de Reissner-Nordstrom es termodinámicamente inestable [1].

  • ¿Significa que no existe un agujero negro Reissner-Nordstrom en el mundo físico?
  • ¿Significa que puede haber transición de fase?
  • ¿Significa que puede ser estable durante bastante tiempo?

[1] Por ejemplo, arxiv.org/pdf/0812.1767v2.pdf pp.19-20.

¿Puede proporcionar la referencia donde encontró esta declaración?
Por ejemplo: arxiv.org/pdf/0812.1767v2.pdf , páginas 19, 20. También hice mis propios cálculos de Hessian.
Puede editar la pregunta para incluir la referencia.
Realmente no sé nada específico sobre los agujeros negros de Reissner-Nordstrom, pero puedo hacer las siguientes observaciones: 1) el artículo que cita ofrece un rango de posibles cargas en las que desaparece la inestabilidad 2) En términos generales, la inestabilidad térmica significa que la velocidad de calentamiento o enfriamiento se disparará, lo que hará que la temperatura aumente o disminuya de forma correspondiente y espectacular.

Respuestas (1)

Reissner-Nordstrom es termodinámicamente inestable, al igual que las soluciones de Schwarzschild y Kerr. La inestabilidad termodinámica es fácil de ver y explicar: los agujeros negros más pequeños son más calientes que los más grandes. Entonces, cuando un agujero negro irradia a través del proceso de Hawking, el agujero negro pierde masa, se encoge y se vuelve más caliente. Si intentara poner estos agujeros negros en equilibrio térmico con un baño de calor, entonces cualquier fluctuación de temperatura daría como resultado que el agujero negro se evaporara a un tamaño cero o se expandiera a un tamaño infinito (dependiendo de si la fluctuación inicial hizo que el agujero negro fuera un poco más caliente o un poco más fría que el baño de calor, respectivamente).

Esta inestabilidad no es un problema de la relevancia astrofísica de los agujeros negros, simplemente significa que un agujero negro verdaderamente independiente del tiempo no es sensato, todos los agujeros negros están radiando o absorbiendo radiación.

La inestabilidad está fuertemente relacionada con las condiciones de contorno, en este caso, la planitud asintótica. Si los agujeros negros estuvieran en cambio en el espacio AdS, entonces el equilibrio térmico es posible. De hecho, existe una rica historia sobre la termodinámica de los agujeros negros en AdS, que tiene una fuerte conexión con la correspondencia AdS/CFT. La transición de fase más famosa en este contexto (que en realidad es anterior a la correspondencia AdS/CFT) es la transición Hawking-Page http://projecteuclid.org/euclid.cmp/1103922135 .

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