現在黑洞熱力學有哪些未解決的問題？

02-11

黑洞熱力學這個方向似乎研究的人越來越少了。美國似乎沒有幾個學校重點做這個，國內也只剩北師等幾個學校有主攻這個方向的人。是遇到什麼問題無法解決還是因為別的什麼？

不用這麼悲觀吧，問題重不重要也不是我們前人說了算的。

前些日子看過一些綜述，希望對題主有幫助吧。

首先是AdS/CFT對偶，火過些時候，其中AdS和AdS中的黑洞是有溫度的，大概就是希望黑洞的熱力學可以幫助算一些不好算的場論。

簡單的AdS研究的差不多了，但在三維有反常，以及發展出的捲曲的AdS對應。

參看http://arxiv.org/pdf/1509.02062.pdfhttp://arxiv.org/pdf/0901.1766v3.pdf

還有就是Hige spin引力的，研究高自旋黑洞的熱力學和相變。前段日子很火的年輕教授尹希，做了相當不錯的工作。（順便吐槽下當初火的時候看到一群人盼著他做凝聚態拿炸藥獎(●?●)）

http://arxiv.org/abs/1106.2580

還有就是關於黑洞的量子信息問題，也是個大坑，究竟有沒有火牆，信息守不守恆

http://arxiv.org/pdf/1207.3123v4.pdf

還有就是量子引力吧，黑洞這個集合全部作用力的東西，只有找到大統一我們才能描述吧，在此之前，只能不斷猜。不過越來越驚訝的，我們居然能在知道大統一之前，就知道有黑洞，越來越崇拜老愛了。以及，黑洞廣相之類，一直都是不溫不火的，當初老愛就是一人之力開創廣相，以後一直是理論遠遠前於實驗，但這樣才有意思嘛，只用紙筆就能推演宇宙。象徵的意義遠大於實際，能堅持下去靠的就是好奇心吧。

弦論、黑洞熱力學和量子信息、凝聚態結合的領域是現在理論物理的一大熱門。具體可參見Susskind、Marolf、Maldacena最近的工作。

fire wall 啊。很好的問題，也研究的很火熱。

其實黑洞領域最大的問題是「沒有問題」，用學術界的話說，叫 motivation 不足

霍金、貝肯斯坦那一代人，已經把事情做得差不多了，差就差在一直沒有付諸實驗檢驗的機會

缺乏判定性的實驗，就只能停留在思辨的層次

和隔壁的暗物質暗能量、Higgs 粒子、中微子、宇宙學相比，黑洞熱力學能獲得的 funding 少得可憐

可是這些領域，要麼有巨型的地面裝置，要麼有繁多的太空設備，能源源不斷的收穫海量實驗、觀測數據

有了數據，總能找出理論不足的蛛絲馬跡

對於學科的發展，實驗、觀測的推動力，比理論、idea 大多了

出於同樣的理由，我對 SUSY 持悲觀態度

現在的黑洞熱力學，像極了四五十年代的宇宙學，理論框架已經搭得差不多了，最需要一個「意外」——就像六十年代 Penzias 和 Wilson 「意外」發現微波背景輻射那樣

黑洞裡面應該是有很多經典的問題的，例如奇點問題、黑洞熵、守恆荷、找精確解、高維黑洞等。其中熱力學也有很多問題，例如熱力學第一定律的修正，局域守恆荷的問題、黑洞熵、pv臨界性、AdS/CFT以及一些我也不知道等方向。這些問題太抽象，例如局域守恆荷的問題，目前為止還沒有給出，只有所謂的准局域守恆荷，如何在四維時空給出一個局域的質量定義？你能想像嗎？

這方面並不是「有哪些未解決的問題」，而是「根本沒有解決任何問題」吧

主要還是這東西太純理論了。現在天文只觀測到旋轉黑洞，像Hawking, Bekenstein等人預言的理論無法驗證。黑洞是個比熱為負的東西，質量越大的黑洞溫度越低。自引力坍縮形成的黑洞至少也要比太陽質量高一兩個數量級，如此大質量的黑洞所對應的熱輻射溫度遠低於宇宙射線的溫度，起碼按目前的技術是無法探測的。如果考慮非引力坍縮形成的黑洞，那就要在實驗室將一塊很小的物體加壓加壓再加壓壓成黑洞, which is hopeless...就算真的壓成了，小質量黑洞由於其較高的溫度，也會在很短的時間裡霍金蒸發掉。因此目前人們所做的所有黑洞熱力學方向的理論那都是純理論的。美國那邊上世紀末做的人還是挺多的，但純理論的東西實在不好拿經費，沒有funding就沒法招學生，慢慢的人就越來越少了。當然這或許只是原因之一，更深層的原因我就不清楚了。

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@Iyounger 所說的motivation不足我個人來講不太認同。Hawking, Bekenstein的年代做的都是史瓦西時空的愛因斯坦引力。實際黑洞熱力學是可以推廣到非愛因斯坦引力或者anti de sitter 等「奇怪」的時空的，比如在作用量里加一些標量場矢量場，運動方程里加一下宇宙學常數。感興趣的人還是能從中得到不少新的物理的。當然這只是在分享我的一家之言，僅供參考。

大概學的人不上知乎吧

Ads/CFT中，AdS裡面的黑洞等效於CFT中的溫度，從而給出有限溫場論的計算，這難道不是很有用而且前沿的嗎