تناظر ترمودینامیکی برخی سیاه‌چاله‌ها با گاز وان‌دروالس

STUDENT

DEGREE

YEAR

Over the past few years it is argued that the cosmological constant can be considered as a thermodynamic variable in physics of black holes. In analogy between AdS-black holes and thermodynamics systems it turns out that the cosmological constant has the same interpretation as what we have for pressure in the first law of thermodynamic and the conjugate variable is called thermodynamic volume. Therefore a PdV term should be added to the first law of thermodynamics. In addition, the mass of a black hole in presence of cosmological constant represents Enthalpy rather than inertial energy. In this thesis some features of black holes and also diagrams related to pressure (P) , volume (V), Gi free energy (G) and temperature (T) are investigated. We study Reier-Nordstorm, kerr and Kerr-Newman black holes. For a Gauss-Bonnet black hole we may consider the inverse of Gauss-Bonnet coupling constant as pressure and corresponding thermodynamical volume may be calculated. In this Black holes the ? is considered as a constant.

ثابت کیهان شناسی پارامتری است که ابتدا در معادلات میدان اینشتین بیان شد اما بعد‌ها بنابر بررسی هایی که در ترمودینامیک سیاه‌چاله‌ها انجام شد دریافتند که این پارامتر را می‌توان به عنوان یک متغیر ترمودینامیکی در نظر گرفت. در مقایسه‌ای که بین سیاه‌چاله‌ها, در فضای پاد دوسیته, و سیستم‌های ترمودینامیکی نظیر گاز وان‌در والس انجام گرفت این نتیجه به‌دست آمد که ثابت کیهان‌شناسی نقشی شبیه فشار را در قانون اول ترمودینامیک بازی می‌کند. کمیت همیوغ مرتبط با آن هم, حجم ترمودینامیکی می‌باشد (که با استفاده از تبدیل لژاندر در قانون اول به‌دست می‌آید) و جمله‌ی PdV به قانون اول اضافه می‌شود. علاوه‌براین, نکته مهم دیگری که در این مقایسه‌ها بیش‌تر از همه مورد توجه قرار می‌گیرد جرم سیاه‌چاله است که به‌عنوان یک پتانسیل ترمودینامیکی, انتالپی, مطرح‌می‌شود. در این پایان‌نامه برخی خصوصیات سیاه‌چاله‌ها و نیز با توجه به معادله حالتی که برای سیاه‌چاله‌ها به‌دست آمده است, نمودارهای P-V و G-T و یا G- آن‌ها با نمودارهای گاز وان‌دروالس مقایسه می‌گردد. سیاه‌چاله‌هایی که در این‌جا بررسی می‌شوند, سیاه‌چاله‌های ریسنر-نوردستروم, کر و کر-نیومن هستند. در سیاه‌چاله‌های گاوس-بونه, معکوس ثابت جفت‌شدگی گاوس-بونه به عنوان فشار گاوس-بونه در نظر گرفته می‌شود و متناظر با آن حجم ترمودینامیکی گاوس-بونه نیز برای سیاه‌چاله در نظر گرفته می‌شود. در این سیاه‌چاله ثابت کیهان‌شناسی به عنوان یک پارامتر ثابت در نظر گرفته می‌شود.