Entropía del agujero negro

Bekenstein y Hawking derivaron la expresión para la entropía del agujero negro como,

S B H = C 3 A 4 GRAMO .
Sabemos a posteriori que la entropía tiene interpretación estadística. Es una medida del número posible de microestados que es consistente con un macroestado particular. Mi pregunta es hasta qué punto la teoría de cuerdas predice este resultado.

Respuestas (2)

En 1996, Strominger y Vafa demostraron que efectivamente existen C Exp ( C 3 A / 4 GRAMO ) microestados ( C es un factor subliminal que no afecta la entropía) en un agujero negro extremo particular con un horizonte macroscópico en un espacio-tiempo de cinco dimensiones.

http://inspirehep.net/record/415163?ln=en
http://arxiv.org/abs/hep-th/9601029

Este trabajo ha sido seguido por más de 1600 artículos

http://inspirehep.net/record/415163/citaciones

que han extendido este trabajo a varios agujeros negros casi extremos, no extremos, familias de siete parámetros de agujeros negros (en varias dimensiones) e incluso agujeros negros giratorios en un espacio-tiempo ordinario de cuatro dimensiones (que solo toma prestado algo de "núcleo" del cálculo de la cadena). En todos ellos, la entropía de Bekenstein-Hawking ha sido confirmada por un cálculo a priori totalmente diferente e independiente por lo que todas estas coincidencias parecen pequeños milagros (aunque se derivan directamente de la consistencia de la teoría de cuerdas como teoría de la gravedad cuántica).

Además, para ciertos agujeros negros, se han calculado y comparado infinitas correcciones de subdirección con la relatividad general (fórmula de Wald). Los factores de cuerpo gris también se han calculado microscópicamente. También se ha verificado cierto comportamiento cuantitativo correcto de los agujeros negros y sus microestados en AdS/CFT, la teoría Matrix y otros enfoques.

Por lo general, el número exponencialmente grande de microestados se cuenta mediante la fórmula de Cardy, una expresión para la densidad de estados de alta energía en una teoría de campo conforme.

Hoy en día, no hay duda razonable de que la teoría de cuerdas reproduce correcta y microscópicamente la termodinámica de todos los agujeros negros que aparecen como sus soluciones clásicas. También es el único enfoque en el que la entropía correcta del agujero negro podría haberse calculado microscópicamente. Eso no significa que se haya entendido todo sobre los agujeros negros en la teoría de cuerdas; la reciente controversia sobre los cortafuegos es un ejemplo de ello.

De nada. Por cierto, algunos libros de texto sobre teoría de cuerdas, como Becker-Becker-Schwarz en esta lista motls.blogspot.com/2006/11/string-theory-textbooks.html , contienen una discusión introductoria sobre la termodinámica del agujero negro en la teoría de cuerdas, etc.

Solo quiero agregar a la respuesta de Lumo: el artículo de vafa y Strominger instigó mucho trabajo para determinar la formulación estadística de la entropía en los agujeros negros. Aunque debe señalarse que la mayoría de estos son para casos con supersimetría y condiciones (casi) extremas en acoplamientos pequeños. También se ha trabajado para tratar de abordar la descripción microscópica de agujeros negros en acoplamientos grandes y este es el paradigma Fuzzball de Mathur, Lunin et.al. Este argumento pasa por alto el cortafuegos y ha tenido mucho éxito en la reproducción del espectro térmico correcto de la radiación de Hawking.