Científicos han presentado un enfoque actualizado de la termodinámica de los agujeros negros que se aplica a objetos que crecen, se fusionan o se evaporan. El trabajo, liderado por investigadores de Penn State, reemplaza el horizonte de sucesos tradicional por un horizonte dinámico para superar las limitaciones del marco original de Stephen Hawking. Fue publicado en Physical Review Letters.
Abhay Ashtekar, profesor universitario Atherton y profesor emérito de física Evan Pugh en Penn State, dirigió el equipo. Señaló que las leyes de Hawking fueron formuladas únicamente para agujeros negros en equilibrio. "Fueron formuladas para agujeros negros en equilibrio, o que no cambian con el tiempo, pero los agujeros negros cambian constantemente; se forman, se fusionan y eventualmente se evaporan", dijo Ashtekar.
La nueva medida de entropía se conecta más directamente con el giro y la energía de un agujero negro. El coautor Daniel E. Paraizo explicó que los modelos anteriores sugerían una entropía infinita y una temperatura cero, lo cual entraba en conflicto con la termodinámica hasta que Hawking incorporó efectos cuánticos.
El coautor Jonathan Shu destacó que los horizontes de sucesos dependen de eventos futuros y no funcionan para los agujeros negros dinámicos. El horizonte dinámico permite que la primera y la segunda ley de la termodinámica se apliquen a casos fuera del equilibrio, lo que respalda los estudios sobre fusiones detectadas por LIGO-Virgo-KAGRA y agujeros negros en evaporación.
La investigación recibió apoyo del Programa de Cátedras Atherton de Penn State y del Eberly College of Science.