Black hole thermodynamics

Abstract

Základními technikami obecné relativity jsme představili termodynamiku černých děr a konkrétně zkoumali její vztah s klasickou termodynamikou. Co nejvíce výsledků jsme explicitně spočetli nebo přímo citovali, aby byla tato práce užitečná jako reference pro ostatní. Tyto výsledky zahrnují spočtení povrchové gravitace obecné sférické černé díry a Euklidovské akce jednoduchých prostoročasů, čímž jsme určili Bekenstein-Hawkingův vztah pro entropii černé díry. Poté jsme zkoumali fázové přechody černých děr a podali nové výsledky, které ukazují, že za zjednodušujících předpokladů je Schwarzschild-AdS jediná statická černá díra splňující stavovou rovnici ve tvaru zkráceného viriálního rozvoje pro rozšířený fázový prostor.

We use the basic techniques of general relativity to introduce black hole thermody- namics and directly address its relationship with classical thermodynamics. We give as many results explicitly calculated or directly cited as possible to make this thesis useful as a reference work. These results include calculation of surface gravity for a general spherical black hole and evaluation of Euclidean action for simple spacetimes, with the latter enabling one to fix the Bekenstein-Hawking formula for black hole entropy. We then consider the black hole phase transitions and give novel results showing that under simplifying assumptions Schwarzschild-AdS black hole is the only possible static black hole obeying the abridged virial expansion equation of state in the extended phase space.