Wenn ein Stern zu einem schwarzen Loch wird, erreicht er dann einen niedrigen Entropiezustand?

Es gibt die Bekenstein-Entropiegrenze, die besagt, dass ein Schwarzes Loch die maximale Entropie ist, die innerhalb einer Begrenzungsfläche eines bestimmten Bereichs enthalten sein kann. Hier ist die Begrenzungsfläche der Ereignishorizont

Genau das passiert mit einem Vakuum, wenn es von einem Inertialsystem und einem beschleunigten System beobachtet wird. Die Transformation stellt das Vakuum auf ein Vakuum mit Partikeln ein. Für eine Temperatur $T~=~ g/2\pi$für$g$die Beschleunigung des Rahmens eine Änderung der Beschleunigung verändert die Temperatur und damit die Teilchenzahl. Dies ist eine Form von $T~=~1/8\pi M$für die Temperatur eines Schwarzen Lochs. Die Emission oder Absorption eines Strahlungsquants passt die Temperatur mit an $M~\rightarrow~M~\pm~\delta M$.

Die Emission eines Hawking-Strahlungsteilchens ist die Übertragung der Verschränkungsphase vom Schwarzen Loch in Teilchenzustände. Die grünen Hyperbeln sind konstante Zeitflächen und die anderen hyperbolischen Kurven sind konstante Entfernungen. Die rote Schleife ist eine$O(\hbar)$Schleife mit dem Hamiltonoperator$H$. Der Verbreiter dafür ist$e^{-iHt/\hbar}$und wir weisen die euklidische Zeit zu$t~\rightarrow~iħ/kT$, und um die Schleife summiert sich die Zeit auf$t~\rightarrow~2\pi$. Die Partitionsfunktion ist dann$e^{2πH/kT}$, und der Hamilton-Operator wird durch den Radius der Schleife definiert, der durch die Hyperbel gegeben ist, die sie im Abstand schneidet$d~=~c^2/g$über dem Horizont. Die Erzeugung der Hawking-Strahlung, gesehen als die zwei roten Punkte, die durch ein Segment verbunden sind, reduziert die Größe des Horizonts und die Verschränkung zwischen den Schwarzen Löchern in zwei Regionen I und II. Der Beobachter in Region I sieht nur eines der EPR-Paare und hat keinen Zugriff auf das andere Paar in Region II. Daher erscheint dies als Thermalisierung des Vakuums in Vakuum plus Strahlung. Die genaue Gleichung für die Temperatur lautet

Die Gleichung für Wärmeenergie und Entropie$dQ~=~SdT$wird mit verwendet$dQ~=~c^2dM$. Die Oberflächengravitation eines Schwarzen Lochs ist

Dies zeigt, dass die Entropie eines Systems innerhalb seines Schwarzschild-Radius die größte ist, die in diesem Bereich enthalten sein kann. Man kann sich das so vorstellen, dass die komplexen Informationen, aus denen das im Schwarzen Loch enthaltene Material besteht, jetzt verborgen sind und innerhalb des Schwarzen Lochs ohne messbare Veränderung aus unserer Außenperspektive herumgemischt werden können.

Nein, es erreicht einen viel höheren Entropiezustand.

Schwarze Löcher haben zumindest nach heutigem Verständnis die höchstmögliche Entropie bei gegebener Masse.

Wenn die Entropie des Kernmaterials beim Gravitationskollaps in ein Schwarzes Loch abnimmt , wäre es thermodynamisch günstig, wenn es sich wieder in einen Stern umwandelt. Aber das passiert natürlich nie.