科学者チームが、成長、合体、蒸発する天体にも適用可能なブラックホール熱力学の更新手法を発表した。ペンシルベニア州立大学の研究者らが主導したこの研究では、スティーヴン・ホーキング博士が提唱した従来の枠組みの限界を克服するため、事象の地平面に代わって「動的な地平面」を採用している。本研究成果は『フィジカル・レビュー・レターズ』誌に掲載された。
ペンシルベニア州立大学のアサートン大学教授であり物理学名誉教授のエヴァン・ピュー氏であるアベイ・アシュテカール氏が研究チームを率いた。同氏は、ホーキングの法則が平衡状態にあるブラックホールのみを対象としていた点を指摘した。「それらは平衡状態、つまり時間的に変化しないブラックホールを対象に策定されていましたが、実際のブラックホールは絶えず変化しており、形成、合体し、最終的には蒸発します」とアシュテカール氏は述べた。新たなエントロピー尺度は、ブラックホールのスピンやエネルギーとより直接的に結びついている。共著者のダニエル・E・パライゾ氏は、従来のモデルではエントロピーが無限大になり温度がゼロになると示唆されていたが、これはホーキング博士が量子効果を導入するまでの熱力学の知見と矛盾していたと説明した。共著者のジョナサン・シュー氏は、事象の地平面は未来の出来事に依存する概念であり、動的なブラックホールには適さないと強調した。この「動的な地平面」を用いることで、熱力学の第一法則および第二法則が非平衡状態にも適用可能となり、LIGO-Virgo-KAGRA観測器で検出された合体事象や、蒸発するブラックホールの研究を裏付けるものとなる。本研究は、ペンシルベニア州立大学のアサートン教授職プログラムおよびエバリー理学部の支援を受けて実施された。